冒泡排序和选择排序

本文介绍了两种常见的排序算法:冒泡排序和选择排序,并通过具体的Java代码实现展示了这两种算法的工作原理。冒泡排序通过重复地遍历要排序的数列,比较每对相邻的元素并交换顺序不当的元素来工作;而选择排序则是从未排序序列中找到最小(或最大)元素,存放到已排序序列的末尾。

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1.冒泡排序

public static void main(String[] args) {

        int[] arr = {30,23,54,2,14,20};
        //冒泡排序  把最大的取出来放在最右边
        for(int a =0;a<arr.length-1;a++){
            for(int b=0;b<arr.length-1-a;b++){
                if(arr[b]>arr[b+1]){
                    int temp = arr[b];
                    arr[b]=arr[b+1];
                    arr[b+1]=temp;
                }
            }
        }


        for(int str:arr){
            System.out.println(str);
        }

    }

2.选择排序

public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {30,23,54,2,14,20};
        //选择排序
        for(int a =0;a<arr.length;a++){
            for(int b = a+1;b<arr.length;b++){
                if(arr[a]>arr[b]){
                    int temp = arr[a];
                    arr[a] = arr[b];
                    arr[b] = temp;
                }
            }
        }
        for(int i = 0;i<arr.length;i++){
            System.out.println(arr[i]);
        }

    }
冒泡排序选择排序都是基础的比较排序算法,它们在实现机制、效率以及应用场景上有显著的区别。 ### 冒泡排序选择排序的核心区别 #### 1. 工作原理 - **冒泡排序**通过重复遍历数组,比较相邻元素,并交换顺序错误的元素对,使得每一轮遍历后最大的未排序元素“冒泡”到数组末尾。这种逐次比较交换的方式决定了其名称[^1]。 - **选择排序**则采用完全不同的策略:它每次从剩余未排序部分中找到最小(或最大)的元素,然后将其放置在当前未排序段的起始位置(即已排序段的末尾)。这种方式避免了频繁的元素交换操作[^2]。 #### 2. 时间复杂度 - **冒泡排序**的最坏平均时间复杂度均为 $ O(n^2) $,其中 $ n $ 是待排序数组的长度。即使在最佳情况下(数组已经有序),如果未进行优化,则仍需 $ O(n^2) $ 的时间;但若加入提前终止机制,最佳情况可优化为 $ O(n) $[^1]。 - **选择排序**的时间复杂度始终为 $ O(n^2) $,无论输入数据是否已经部分有序。由于其选择最小元素并仅一次交换的特点,它不会因数据有序性而减少比较次数[^2]。 #### 3. 空间复杂度 - 两者均是原地排序算法,空间复杂度为 $ O(1) $,因为它们不需要额外的存储空间。 #### 4. 稳定性 - **冒泡排序**是稳定排序算法,因为它只在相邻元素不满足顺序时才进行交换,从而保证了相等元素的相对顺序不变[^1]。 - **选择排序**则是不稳定的排序方法,因为在寻找最小元素的过程中可能会将不同位置的相等元素调换顺序[^2]。 #### 5. 实现代码对比 以下是两种排序算法的 JavaScript 实现示例: ```javascript // 冒泡排序 Array.prototype.bubble_sort = function() { var i, j, temp; for (i = 0; i < this.length - 1; i++) for (j = 0; j < this.length - 1 - i; j++) if (this[j] > this[j + 1]) { temp = this[j]; this[j] = this[j + 1]; this[j + 1] = temp; } return this; } ``` ```javascript // 选择排序 Array.prototype.selection_sort = function() { var i, j, minIndex, temp; for (i = 0; i < this.length - 1; i++) { minIndex = i; for (j = i + 1; j < this.length; j++) if (this[j] < this[minIndex]) minIndex = j; if (minIndex !== i) { temp = this[i]; this[i] = this[minIndex]; this[minIndex] = temp; } } return this; } ``` #### 6. 应用场景 - **冒泡排序**虽然效率不高,但由于其实现简单且具有稳定性,适合教学用途或小规模数据集。 - **选择排序**虽然同样效率较低,但其简单性最少的交换次数使其适用于内存写入成本较高的场合,例如嵌入式系统或硬件限制环境。 ### 总结 冒泡排序选择排序的主要区别在于: - 冒泡排序通过相邻元素的多次交换来逐步构建有序序列,而选择排序通过单次交换最小元素至正确位置; - 冒泡排序是稳定的,而选择排序是不稳定的; - 在某些特定场景下,选择排序可能比冒泡排序更高效,尤其是当交换代价较高时。 ---
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