算法-4-冒泡排序

冒泡排序是一种简单的排序算法,通过逐轮比较相邻元素并交换逆序对来实现排序。文章介绍了冒泡排序的概念、过程,以及如何通过判断是否交换过元素来优化算法。此外,还探讨了冒泡排序的时间复杂度和稳定性。

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四、冒泡排序(Bubble Sort)

1、概念

依次比较排序序列的待比较部分相邻两个元素,每次可以确定一个较大值(正序),如果逆序则交换顺序,这样可以将其放到上次比较得出的最大值(正序)的前一位。反复比较,实现最终排序。

它就像水底的气泡一样逐渐上冒。

优化:每次比较时,可以增加一个判断,即本次排序比较中,是否有过交换元素顺序,若没有交换过,即已排序完毕,无需再次比较。

冒泡排序属于交换排序的一种。

2、过程

  1. 两层嵌套循环。
  2. 内层循环,用于比较相邻两个元素的大小,从下标0开始,到排序序列元素个数减1,再减第几次比较减1(第n次比较可以确定,n减1个元素位置)
  3. 外层循环,用于表示是第几次比较,排序完成,需要比较排序序列元素个数次

3、示例

正序

public void bubbleSort(int[] array) {
    int temp;
    for (int i = 1, len = array.length; i < len; i++) {
        boolean changed = false;
        for (int j = 0, length = (len - 1) - (i - 1); j < length; j++) {
            if (array[j] > array[j + 1]) {
                temp = array[j];
                array[j] = array[j + 1];
                array[j + 1] = temp;
                changed = true;
            }
        }
        if (!changed) { // 本次比较未交换元素顺序
            break;
        }
    }
}

倒序

public void bubbleSort(int[] array) {
    int temp;
    for (int i = 0, len = array.length; i < len - 1; i++) {
        boolean changed = false;
        for (int j = 0, length = len - 1 - i; j < length; j++) {
            if (array[j] < array[j + 1]) { // 倒序
                temp = array[j];
                array[j] = array[j + 1];
                array[j + 1] = temp;
                changed = true;
            }
        }
        if (!changed) {
            break;
        }
    }
}

4、性能

  • 时间复杂度:平均时间复杂度O(n²),最坏时间复杂度O(n²),最佳时间复杂度O(1)【极端】
  • 空间复杂度:O(1)
  • 稳定性:稳定(a=b,排序前a在b的前面,排序后a还在b的前面)
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