冒泡排序算法（优化前与优化后代码实现）

冒泡排序的基本思想是：通过对待排序序列从前向后（从下标较小的元素开始），依次比较相邻元素的值，若发现逆序则交换，使值较大的元素逐渐从前移向后部；就像水底下的气泡一样逐渐向上冒；

应用实例

我们将五个无序的数：1,5，-1,10，20 使用冒泡排序法将其排成一个从小到大的有序数列；

图解

结论

1.普通的冒泡排序一共需要进行length,-1次排序

2.每一趟排序的目的都是为了找出一个最大值，因此每一趟排序的次数都在逐渐减少；

3.我们可以发现其实在第二趟排序结束后得到的就已经是最终的结果了，但是因为普通的冒泡排序是按照找最大值的方式来排序的，因此它并不知道；

代码实现

public static void main(String[] args) {
    int [] arr = {3,-1,-5,5,9,2};
    System.out.println(Arrays.toString(arr) +"冒泡排序后的结果为：");
    getBubbleSort(arr);

}
public static void getBubbleSort(int [] oldArr){
    //初始化两个指针
    int front = 0;
    int rear = 1;
    int oldVal=0;

    for (int i = 0; i < oldArr.length-1; i++) {
          // 排序完一次说明找到了一个最大值，那么下一次遍历排序的次数就少一次
        for (int j = 0; j < oldArr.length-1-i; j++) {
            if (oldArr[rear+j]<oldArr[front+j]){
                //如果前者大于后者（说明是逆序）则进行交换
                oldVal=oldArr[front+j];
                oldArr[front+j]=oldArr[rear+j];
                oldArr[rear+j]=oldVal;
            }
        }
      
    }
    for (int i = 0; i < oldArr.length; i++) {
        System.out.print(oldArr[i]+" ");
    }
    System.out.println();
}

代码简述

1.初始化两个指针，开启外层循环（至少要循环比较Length-1次）；

2.外层每循环比较一次，内部比较都会找出一个最大值，因此下一次内部比较就会少一次，因此内层循环为length-1-i外层循环的次数；

3.如果发现前者指针对应的值比后者大（说明是逆序的），因此就交换位置；

问题及优化方案

因为排序的过程中，各元素不断接近自己的位置，如果一趟比较下来没有进行过交换，就说明序列有序，因此要在排序过程中设置一个标志flag判断元素是否进行过交换，进而减少不必要的比较；

代码实现（添加标识）

 //初始化标识，用来判断一趟比较中是否发生了交换；
        boolean flag = false;
//如果发生了交换，那么就将其修改为true
if (oldArr[rear+j]<oldArr[front+j]){
                    flag=true;
    ......
 //一趟循环判断之后，在外层循环则进行判断
          if (!flag){  //说明没有发生交换就说明顺序已经没有问题了，就可以直接退出循环；
                break;
            }else {
                flag=false;//如果发生了交换，那么需要重置标识，进行下一趟循环；
            }

优化前效果：

 优化后效果：

 性能测试

我们可以知道，冒泡排序算法是根据数组大小进行的两层嵌套循环，因此它的的时间复杂度为O(n^2)，我们准备50000个的随机数的数组，从排序开始到排序结束进行耗时统计，测试冒泡排序的性能，结果如下；