Java排序算法之冒泡排序

一、算法原理

  原理:比较两个相邻的元素,将值大的元素交换至右端。

  思路:依次比较相邻的两个数,将小数放在前面,大数放在后面。即在第一趟:首先比较第1个和第2个数,将小数放前,大数放后。然后比较第2个数和第3个数,将小数放前,大数放后,如此继续,直至比较最后两个数,将小数放前,大数放后。重复第一趟步骤,直至全部排序完成。

  第一趟比较完成后,最后一个数一定是数组中最大的一个数,所以第二趟比较的时候最后一个数不参与比较;

  第二趟比较完成后,倒数第二个数也一定是数组中第二大的数,所以第三趟比较的时候最后两个数不参与比较;

  依次类推,每一趟比较次数-1;

  ……

二、举例说明

要排序数组:int[] arr={6,3,8,2,9,1};   

第一趟排序:

  第一次排序:6和3比较,6大于3,交换位置:  3  6  8  2  9  1

  第二次排序:6和8比较,6小于8,不交换位置:3  6  8  2  9  1

  第三次排序:8和2比较,8大于2,交换位置:  3  6  2  8  9  1

  第四次排序:8和9比较,8小于9,不交换位置:3  6  2  8  9  1

  第五次排序:9和1比较:9大于1,交换位置:  3  6  2  8  1  9

  第一趟总共进行了5次比较, 排序结果:      3  6  2  8  1  9

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第二趟排序:

  第一次排序:3和6比较,3小于6,不交换位置:3  6  2  8  1  9

  第二次排序:6和2比较,6大于2,交换位置:  3  2  6  8  1  9

  第三次排序:6和8比较,6大于8,不交换位置:3  2  6  8  1  9

  第四次排序:8和1比较,8大于1,交换位置:  3  2  6  1  8  9

  第二趟总共进行了4次比较, 排序结果:      3  2  6  1  8  9

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第三趟排序:

  第一次排序:3和2比较,3大于2,交换位置:  2  3  6  1  8  9

  第二次排序:3和6比较,3小于6,不交换位置:2  3  6  1  8  9

  第三次排序:6和1比较,6大于1,交换位置:  2  3  1  6  8  9

  第二趟总共进行了3次比较, 排序结果:         2  3  1  6  8  9

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第四趟排序:

  第一次排序:2和3比较,2小于3,不交换位置:2  3  1  6  8  9

  第二次排序:3和1比较,3大于1,交换位置:  2  1  3  6  8  9

  第二趟总共进行了2次比较, 排序结果:        2  1  3  6  8  9

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第五趟排序:

  第一次排序:2和1比较,2大于1,交换位置:  1  2  3  6  8  9

  第二趟总共进行了1次比较, 排序结果:  1  2  3  6  8  9

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最终结果:1  2  3  6  8  9

  由此可见:N个数字要排序完成,总共进行N-1趟排序,每i趟的排序次数为(N-i)次,所以可以用双重循环语句,外层控制循环多少趟,内层控制每一趟的循环次数。

三、算法优点及时间复杂度

  冒泡排序的优点:每进行一趟排序,就会少比较一次,因为每进行一趟排序都会找出一个较大值。如上例:第一趟比较之后,排在最后的一个数一定是最大的一个数,第二趟排序的时候,只需要比较除了最后一个数以外的其他的数,同样也能找出一个最大的数排在参与第二趟比较的数后面,第三趟比较的时候,只需要比较除了最后两个数以外的其他的数,以此类推……也就是说,没进行一趟比较,每一趟少比较一次,一定程度上减少了算法的量。

  用时间复杂度来说:

  1.如果我们的数据正序,只需要走一趟即可完成排序。所需的比较次数C和记录移动次数M均达到最小值,即:Cmin=n-1;Mmin=0;所以,冒泡排序最好的时间复杂度为O(n)。

  2.如果很不幸我们的数据是反序的,则需要进行n-1趟排序。每趟排序要进行n-i次比较(1≤i≤n-1),且每次比较都必须移动记录三次来达到交换记录位置。在这种情况下,比较和移动次数均达到最大值:

  

  冒泡排序的最坏时间复杂度为:O(n2) 。

  综上所述:冒泡排序总的平均时间复杂度为:O(n2) 。

四、算法实现

 1 package recursion;
 2 
 3 import java.util.Arrays;
 4 
 5 /**
 6  * @author zsh
 7  * @company wlgzs
 8  * @create 2019-02-17 8:31
 9  * @Describe 冒泡排序实现算法
10  */
11 public class BubbleSort {
12 
13     static int[] bubbleSort(int[] arr){
14         //外层循环执行N-1趟
15         for (int i = 0; i < arr.length -1; i++) {
16             //内层循环执行N-1-i趟
17             for (int j = 0; j < arr.length -1 -i ; j++) {
18                 //如果数组前一个元素比后一个元素的值大,交换
19                 if (arr[j] > arr[j+1]){
20                     int temp = arr[j+1];
21                     arr[j+1] = arr[j];
22                     arr[j] = temp;
23                 }
24             }
25         }
26         return arr;
27     }
28 
29     public static void main(String[] args) {
30         int[] arr = new int[]{6,3,8,2,9,1};
31         System.out.println(Arrays.toString(bubbleSort(arr)));
32     }
33 }
原文地址:https://www.cnblogs.com/zsh-blogs/p/10390108.html