【从头开始学JAVA】冒泡排序

冒泡排序

冒泡排序(Bubble Sort)
原理:重复地走访需要进行排序的元素,依次比较两个相邻的元素,如果元素的顺序(如从大到小、首字母从A到Z)错误就把元素的位置互换。
走访元素是重复进行的,直到没有任何相邻位置上的元素需要交换位置,排序完成。

package cn.tedu.array;

import java.util.Arrays;

/**本类用来完成冒泡排序*/
public class BubbleSort {
	public static void main(String[] args) {
		//1.创建一个乱序数组
		int[] a = {27,96,73,25,21};
		//2.调用自定义排序方法完成排序
		int[] newA = method(a);
		System.out.println("排序完毕:"+Arrays.toString(newA));
	}

	public static int[] method(int[] a) {
		//1.外层循环,控制的是比较的轮数,假如有n个数,最多比较n-1轮
		//开始:1   结束: a.length-1 变化:++
		for (int i = 1; i <= a.length-1; i++) {//一共比较几轮
			boolean flag = false;
			System.out.println("第"+i+"轮");
			//2.内层循环:相邻比较,顺序不对互换位置
			//开始:0   结束:  a.length-1 变化++
			for (int j = 0; j < a.length-i; j++) {//每一轮比较次数
				//相邻比较,a[j]代表的是前一个元素,a[j+1]代表的是后一个元素
				if (a[j]>a[j+1]) {
					//交换数据
					int t =a[j];
					a[j]=a[j+1];
					a[j+1]=t;
					flag=true;
					System.out.println("第"+(j+1)+"次比较
                                                 交换后:"+Arrays.toString(a));
				}
			}
			if (flag==false) {
				return a;
			}
			System.out.println("第"+i+"轮的结果是:"+Arrays.toString(a));
		}
		return a;
	}
}

 

下面是使用 **Java** 实现的完整冒泡排序代码,包含基础版本和优化版本,并附有详细解释。 --- ### ✅ Java 实现:冒泡排序(含优化) ```java public class BubbleSort { /** * 冒泡排序 - 优化版 * @param arr 待排序的整型数组 */ public static void bubbleSort(int[] arr) { if (arr == null || arr.length <= 1) { return; // 空数组或只有一个元素时无需排序 } int n = arr.length; // 外层循环控制排序轮数 for (int i = 0; i < n - 1; i++) { boolean swapped = false; // 标记本轮是否发生交换 // 内层循环比较相邻元素,每轮将最大值“冒泡”到末尾 for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) { if (arr[j] > arr[j + 1]) { // 交换 arr[j] 和 arr[j+1] int temp = arr[j]; arr[j] = arr[j + 1]; arr[j + 1] = temp; swapped = true; } } // 如果本轮没有发生交换,说明数组已经有序,提前结束 if (!swapped) { break; } } } /** * 打印数组内容 * @param arr 要打印的数组 */ public static void printArray(int[] arr) { for (int value : arr) { System.out.print(value + " "); } System.out.println(); } // 主方法测试 public static void main(String[] args) { int[] data = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90}; System.out.println("原始数组:"); printArray(data); bubbleSort(data); System.out.println("排序后数组:"); printArray(data); } } ``` --- ### 🔍 输出结果: ``` 原始数组: 64 34 25 12 22 11 90 排序后数组: 11 12 22 25 34 64 90 ``` --- ### 📌 代码详解: | 部分 | 说明 | |------|------| | `bubbleSort` 方法 | 实现了带优化的冒泡排序 | | 外层循环 `i` | 控制排序轮数,共进行最多 `n-1` 轮 | | 内层循环 `j` | 每次从头遍历到 `n-i-1`,因为最后 `i` 个元素已排好序 | | `swapped` 标志位 | 若某轮无交换发生,说明数组已有序,提前退出(最好情况时间复杂度可到 O(n)) | | 交换逻辑 | 使用临时变量 `temp` 完成两个元素的交换 | --- ### ⚙️ 时间与空间复杂度: | 情况 | 时间复杂度 | 说明 | |------|------------|------| | 最坏情况(逆序) | O(n²) | 每一轮都要比较和交换 | | 最好情况(已排序) | O(n) | 第一轮检测到无交换,直接退出 | | 平均情况 | O(n²) | 常见于随机数据 | | 空间复杂度 | O(1) | 只用了常量额外空间 | ✅ **稳定性**:冒泡排序是 **稳定排序算法**,相同元素不会因交换而改变相对位置。 --- ### 💡 小知识:为什么叫“冒泡”? 因为在每一趟排序中,较大的元素会像“气泡”一样逐渐从左边移动到右边并“浮”到末尾,例如: ``` [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90] → 11 一点点往左“沉”,90 往右“冒” → 最终小的在前,大的在后 ``` ---
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