排序算法-冒泡排序

最新推荐文章于 2025-05-19 09:28:05 发布

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文章标签：排序算法 java

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_57493715/article/details/125746896

本文详细介绍了冒泡排序的基本概念，包括其工作原理、核心代码实现以及优化策略。通过实例演示了如何利用标志位优化算法，使其在排序已完成时提前终止。适合初学者理解简单排序算法的工作方式。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

冒泡排序（Bubble Sort）

冒泡排序是一种比较简单的排序算法，是较基础的比较类交换排序，也是一种稳定排序算法。每个元素都可以看成一个“小气泡”，通过根据自身大小一点一点的移动到数列的顶端（升序或降序排列）达到排序的效果。

算法原理：

1、比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。

2、对每一对相邻元素做同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这样情况下，最后的元素应该会是最大的数。

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步骤1~3，直到没有任何一对数字需要比较（排序完成）。

注：实质上就是依次比较相邻元素的大小，“升序”就是把小（大）的元素往前（后）调，“降序”就是把小（大）的元素往后（前）调。

例子引入：假设待排序序列为：[ 9 , 1 , 5 , 3 , 7 ]，若采用冒泡排序对其进行升序（由小到大）排序，排序过程如下所示：

核心代码实现如下：

public void bubbleSort(int[] arr){  //例子中[9,1,5,3,7]
    for(int j = 0; j < arr.length-1; j++){
        for(int i = 0; i < arr.length-1-j; i++){
            System.out.print("比较"+ (i+1) +"次："+ arr[i] +","+ arr[i+1]+";");
            if(arr[i] > arr[i+1]){
                int temp = arr[i];
                arr[i] = arr[i+1];
                arr[i+1] = temp;
            }
        }
        System.out.println("==>第"+ (j+1) +"趟排序(j="+j+"):"+ Arrays.toString(arr));
    }
    System.out.println("==>冒泡排序完成后结果为"+ Arrays.toString(arr));
}

/*输出结果为：
 * 比较1次：9,1;比较2次：9,5;比较3次：9,3;比较4次：9,7;==>第1趟排序(j=0):[1, 5, 3, 7, 9]
 * 比较1次：1,5;比较2次：5,3;比较3次：5,7;==>第2趟排序(j=1):[1, 3, 5, 7, 9]
 * 比较1次：1,3;比较2次：3,5;==>第3趟排序(j=2):[1, 3, 5, 7, 9]
 * 比较1次：1,3;==>第4趟排序(j=3):[1, 3, 5, 7, 9]
 * ==>冒泡排序完成后结果为[1, 3, 5, 7, 9]
 */

注意：在上述代码结果中，我们可以看出，其实在第2趟的时候就已经完成了排序，但是代码并不知道排序已经完成，还是会继续执行下一趟排序。这时，我们可以进行优化，设置一个标志位flag进行判别。

首先，在每一趟开始之前，初始化flag的值为false，如果两个元素比较后需要交换时，就将flag更改为true。所以某一趟情况下，如果发生交换，则flag=true，程序会顺利进入下一趟排序。但是如果没有发生交换，flag的值仍为false，即flag=false证明本趟已排序完成，即可return跳出循环。

代码优化如下：

public void bubbleSort(int[] arr){  //例子中[9,1,5,3,7]
    for(int j = 0; j < arr.length-1; j++){
        flag=false;//标志位初值为false
        for(int i = 0; i < arr.length-1-j; i++){
            if(arr[i] > arr[i+1]){
                int temp = arr[i];
                arr[i] = arr[i+1];
                arr[i+1] = temp;
                flag=true;//当发生交换，修改为true
            }
        }
        System.out.println("==>第"+ (j+1) +"趟排序(j="+j+"):"+ Arrays.toString(arr));
        if(!flag){//一趟排序后flag值仍为false
            System.out.println("==>冒泡排序完成后结果为"+ Arrays.toString(arr));
            return;
        }
    }
    System.out.println("==>冒泡排序完成后结果为"+ Arrays.toString(arr));
}

/*输出结果为：
 * ==>第1趟排序(j=0):[1, 5, 3, 7, 9]
 * ==>第2趟排序(j=1):[1, 3, 5, 7, 9]
 * ==>第3趟排序(j=2):[1, 3, 5, 7, 9]
 * ==>冒泡排序完成后结果为[1, 3, 5, 7, 9]
 * */