(纯白话算法系列)冒泡排序、时间复杂度分析、代码演示

定义:

冒泡排序(Bubble Sort),是一种计算机科学领域的较简单的排序算法

它重复地走访过要排序的元素列,依次比较两个相邻的元素,如果他们的顺序(如从大到小、首字母从A到Z)错误就把他们交换过来。走访元素的工作是重复地进行直到没有相邻元素需要交换,也就是说该元素列已经排序完成。

这个算法的名字由来是因为越大的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端(升序或降序排列),就如同碳酸饮料中二氧化碳的气泡最终会上浮到顶端一样,故名“冒泡排序”。

纯白话说:就是从左往右一对一对的进行比较,如果左边的比右边的数字大,那就进行交换,如果左边的数比右边的小,那么就保持现在的位置:

看一下动态图:

--本图摘自https://www.cnblogs.com/xuyiyixuan/p/7047191.html

看一下代码的实现,非常之简单:

package com.bean.bubble_sort;

import java.util.Arrays;

public class BubbleSorted {
    public static void bubbleSort(int arr[]) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return;//如果数组为空比个锤子,数组中只有一个数也没意义,不用比较
        }
        for (int end = arr.length-1; end > 0; end--) {//这是每次循环的终止点,下文会详细说
            for (int i = 0; i < end; i++) {//表示从0到end依次比较
                if (arr[i] > arr[i+1]) {
                    swap(arr, i, i+1);//左边的数字大就换位置
                }
            }
        }
    }
    //就是单纯的换位置(Tip:因为参数是数组,所以可以改变数组的值,如果是八大基本数据类型或者String就不行了,这是数组的特性)
    public static void swap(int[] arr, int left, int right) {
        int temp = arr[left];
        arr[left] = arr[right];
        arr[right] = temp;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int arr[] = {3,1,5,0,5,9,8,11};//测试数据
        bubbleSort(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}

打印结果。

为了更直观,我把测试数据缩短为:[3,1,5,0]

3,1,5,0--->每次循环都是从0到end,那么end为什么等于arr.length-1,并且一直自减呢?

因为冒泡排序是每次排序把最大的就排到最后的位置了,所以第一次排序需要比较的一定是0-arr.length-1,这个例子只有四个元素,所以需要比较3次,等到最大的数字冒泡到了最后一位,下一次循环比较2次,等本次最大的数字到了最后一位的时候,再比较一次,本次比较结束,即排序结束

第一次循环

1350(3大于1,所以交替位置)-->1350(3小于5,所以不变)-->1305(5大于0,所以交替位置)本次循环结束

第二次循环

1305(1小于3,所以不变)-->1035(3大于0,所以交替位置)本次循环结束

第三次循环

0135(1大于0,所以交替位置)本次循环结束

Debug一下,看看这个效果是怎么样的:

再说一下它的时间复杂度:

由于外层循环是从

0........N-1     第一次执行了N次

0....N-2         第二次执行了N-1次

0..N-3           第三次执行了N-2次

而且方法内部执行的操作都是常数级别的,外层循环又是一个等差数列,写成na1+n(n-1)d/2,可以理解成ax²+bx+c,时间复杂度只要高阶不要低阶和常数项,所以时间复杂度为O(n²)

原文地址:https://www.cnblogs.com/taobean/p/12364274.html