算法------冒泡排序算法优化

最新推荐文章于 2022-11-27 13:40:08 发布

马各阿牛

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分类专栏： java 内功修炼

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本文介绍冒泡排序的基础算法及两种优化方法。基础算法通过不断交换相邻元素实现排序，时间复杂度为O(N²)。优化一引入标志位，当某趟排序未发生交换则提前结束，最佳情况可达O(N)。优化二记录最后交换位置减少不必要的比较。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

代码地址：https://github.com/luoweian/optimalSortingAlgorithm/

通用代码，交换两个数的位置

    public static void swap(int[] arr, int i, int j) {
        arr[i] = arr[i] ^ arr[j];
        arr[j] = arr[i] ^ arr[j];
        arr[i] = arr[i] ^ arr[j];
    }

（1）基础算法，从左到右一直交换，每次排好左右边的一个数，无论数据状况如何时间复杂度都是O（N平方）；

    public static void bubbleSort1(int[] arr) {
        for (int end = arr.length - 1; end > 0; end--) {
            for (int i = 0; i < end; i++) {
                if (arr[i] > arr[i + 1]) {
                    swap(arr, i, i + 1);
                }
            }
        }
    }

（2）设置一个标志，如果这一趟发生了交换，则为true，否则为false。明显如果有一趟没有发生交换，

说明排序已经完成。数据是有序的时候，时间复杂度是O（N）；

    public static void bubbleSort2(int[] arr) {
        boolean flag = true;
        int end = arr.length;
        while (flag) {
            flag = false;
            for (int i = 0; i < end - 1; i++) {
                if (arr[i] > arr[i + 1]) {
                    swap(arr, i, i + 1);
                    flag = true;
                }
            }
            end--;
        }
    }

（3）再进一步做优化。比如，现在有一个包含1000个数的数组，仅前面100个无序，后面900个都已排好序且都大于前面100个数字，那么在第一趟遍历后，最后发生交换的位置必定小于100，且这个位置之后的数据必定已经有序了，也就是这个位置以后的数据不需要再排序了，于是记录下这位置，第二次只要从数组头部遍历到这个位置就可以了。如果是对于上面的冒泡排序算法2来说，虽然也只排序100次，但是前面的100次排序每次都要对后面的900个数据进行比较，而对于现在的排序算法3，只需要有一次比较后面的900个数据，之后就会设置尾边界，保证后面的900个数据不再被排序。

    public static void bubbleSort3(int[] arr){
        boolean flag = true;
        int end = arr.length;
        int record = 0;
        while (flag) {
            flag = false;
            for (int i = 0; i < end - 1; i++) {
                if (arr[i] > arr[i + 1]) {
                    swap(arr, i, i + 1);
                    flag = true;
                    record = i;
                }
            }
            end = record;
        }
    }