バブルソート
原理
バブルソートは、2つの隣接する要素を順番に比較して、2つの要素がサイズ関係の要件を満たしているかどうかを確認し、満たさない場合は2つの要素を交換する単純な並べ替えアルゴリズムです。各バブリングは、少なくとも1つの要素を本来あるべき位置に移動するため、n回のバブリングでn個のデータの並べ替えが完了します。このアルゴリズムの名前の由来は、要素が小さいほど、交換によってシーケンスの先頭にゆっくりと「フロート」するためです。
アルゴリズムプロセスの説明
- 隣接する要素を比較します。最初のものが2番目のものよりも大きい場合は、2つを交換します。
- 最初の最初のペアから最後の最後のペアまで、隣接する要素の各ペアに対して同じ作業を行い、最後の要素が最大数になるようにします。
- 最後の要素を除くすべての要素について、上記の2つの手順を繰り返します。
- 並べ替えが完了するまで、最初の3つの手順を繰り返します。
アルゴリズムの実行プロセスは、次の図に示すようにコードによって実装されます。
public class BubbleSort {
public static void main(String[] args) {
int arr[] = {
3, 9, -1, 10, 11};
BubbleSort(arr);
}
public static int[] BubbleSort(int arr[]) {
int temp = 0;
//标志是否一次排序经过元素之间的交换
boolean flag = false;
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
flag = true;
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
System.out.println(Arrays.toString(arr));
if (!flag) {
break;
} else {
flag = false;
}
}
return arr;
}
}
1：バブルソートの時間計算量はどれくらいですか？
最良の場合、ソートされるデータはすでに順番に並んでおり、バブリング操作を実行する必要があるのは1回だけなので、最良の場合の時間計算量はO（n）です。最悪の場合、ソートされるデータはたまたま逆の順序であり、n回のバブリング操作を実行する必要があるため、最悪の場合の時間計算量はO（n2）です。
2：バブルソートのスペースの複雑さは何ですか？
バブリングプロセスは、隣接するデータの交換操作のみを含み、一定レベルの一時スペースのみを必要とするため、そのスペースの複雑さは、インプレースソートアルゴリズムであるO（1）です。
3：バブルソートは安定したソートアルゴリズムですか？
バブルソートでは、交換のみが2つの要素の順序を変更できます。バブルソートアルゴリズムの安定性を確保するため、隣接する2つの要素のサイズが等しい場合は交換せず、同じサイズのデータでもソートの前後で順序が変わることはないため、バブルソートは安定したソートアルゴリズムです。