Java代码实现冒泡排序

本文介绍了排序算法的分类,包括比较排序和非比较排序,并详细讲解了冒泡排序这一经典比较排序算法的工作原理和稳定性。冒泡排序通过反复交换相邻的错误顺序元素,逐步将最大(或最小)的元素移动到数列顶端。文章提供了冒泡排序的Java代码实现,强调了该算法在每趟排序中减少比较次数的优点。

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排序算法分类

排序算法大体可分为两种:

   一种是比较排序,时间复杂度O(nlogn) ~ O(n^2),主要有:冒泡排序,选择排序,插入排序,归并排序,堆排序,快速排序等。

   另一种是非比较排序,时间复杂度可以达到O(n),主要有:计数排序基数排序桶排序等。

这里我们来探讨一下常用的比较排序算法。下表给出了常见比较排序算法的性能:(图表来自网络)

                  

排序算法稳定性的简单形式化定义为:如果Ai = Aj,排序前AiAj之前,排序后Ai还在Aj之前,则称这种排序算法是稳定的。通俗地讲就是保证排序前后两个相等的数的相对顺序不变。

冒泡排序(Bubble Sort)

        冒泡排序是简单经典的排序算法,它重复地走访过要排序的元素,依次比较相邻两个元素,如果他们的顺序错误就把他们调换过来,直到没有元素再需要交换,排序完成。这个算法的名字由来是因为越小(或越大)的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。

 

冒泡排序算法的运作如下:

  1. 比较相邻的元素,如果前一个比后一个大,就把它们两个调换位置。
  2. 对每一对相邻元素作同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对。这步做完后,最后的元素会是最大的数。
  3. 针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。
  4. 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤,直到没有任何一对数字需要比较。

代码如下:

public class BubbleDemo {

	public static void main(String[] args) {
		int[] arr = { 2, 3, 4, 0, 1, 5, 8 };
		System.out.println("排序前数组为:");
		for (int num : arr) {
			System.out.print(num + " ");
		}
		for(int i= 0;i<arr.length-1;i++) {//外层循环控制排序趟数
			for(int j = 0;j<arr.length-i-1;j++) {//内层循环控制每一趟排序多少次
				if(arr[j]>arr[j+1]) {
					int temp = arr[j];
					arr[j]= arr[j+1];
					arr[j+1]= temp;
				}
			}
		}
		System.out.println("");
		System.out.println("排序后数组为:");
		for (int num : arr) {
			System.out.print(num + " ");
		}
	}
}

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。

 

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