java - 冒泡排序的算法原理,以及冒泡排序的优化.

冒泡排序（Bubble Sort）

                       是一种计算机科学领域的较简单的排序算法。

 
冒泡排序算法的原理如下：

1.每一轮从头开始依次比较两个相邻的元素。如第一个比第二个大 , 就交换它们。
2.从开始第一对到结尾的最后一对。每轮下来保证该轮最大的数在最右边。

3.重复地进行上面的步骤直到没有相邻元素需要交换。(排序完成)

 

1.冒泡排序的写法:

    @Test
    public void test02() {
    	 // 自定义一个数组. 
        int[] a = {5, 3, 2, 9, 8, 1 , 4};

        for (int i = a.length - 1; i >= 0; i--) {
            for (int j = 0; j < i; j++) {
                // 判断?
                if (a[j] > a[j + 1]) {
                    // 交换.
                    int temp = a[j];
                    a[j] = a[j + 1];
                    a[j + 1] = temp;
                }
            }
            System.out.println("i=" + i + " ->  " + Arrays.toString(a));
        }
    }

需要注意的是:    a[j] > a[j+1] 如果j<a.length 不减 1 , 就会发生数组索引越界异常!

两个问题:

①最外层循环几轮?
           循环几轮:    一般都是倒叙遍历! ( 也就是需要排序的个数 )

②每轮循环的次数:
          因为算法的原理 , 每轮下来都会保证该轮最大的数在最右边.
          所以我们进行第二轮比较的时候 , 最后两个就无需再进行比较(比较次数-1)
          所以我们就使用 j < i ( 因为每轮循环完i-- )

 

2.冒泡排序的优化.

我们优化的点主要在于：
      假如某一轮排序之后已经有序，我们需要减少排序的趟数。( 防止做无用功 )

	@Test
    public void test03() {
        int[] a = {5, 3, 2, 9, 8, 1 , 4};

	    //添加一个boolean类型的变量 .
        boolean flag;
        for (int i = a.length - 1; i >= 0; i--) {
            flag = false;
            for (int j = 0; j < i; j++) {
                // 判断?
                if (a[j] > a[j + 1]) {
                    // 交换.
                    int temp = a[j];
                    a[j] = a[j + 1];
                    a[j + 1] = temp;
                    flag=true;  //表示交换过
                }
            }
            // 如果没有交换过 , 就直接结束!
            if (flag==false){
                return;
            }
            System.out.println("i=" + i + " ->  " + Arrays.toString(a));
        }
     }

运行结果如图: ( 参考没优化的图进行比较 )

优化逻辑: 通过一个布尔变量判断有没有进行数据交换。
                如果没有进行交换 , 并且已经排出结果 , 就无需在继续往下执行了.