Java经典算法汇总之冒泡排序

本文详细介绍了冒泡排序的基本思想及其实现过程,并通过具体实例演示了如何逐步完成排序任务。文章还探讨了冒泡排序的时间复杂度,包括最好情况、最坏情况以及平均情况下的表现。

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冒泡排序基本思想:在要排序的一组数中,对当前还未排好序的范围内的全部数,自上而下对相邻的两个数依次进行比较和调整,让较大的数往下沉,较小的往上冒。即:每当两相邻的数比较后发现它们的排序与排序要求相反时,就将它们互换。

原理:比较两个相邻的元素,将值大的元素交换至右端。

思路:依次比较相邻的两个数,将小数放在前面,大数放在后面。即在第一趟:首先比较第1个和第2个数,将小数放前,大数放后。然后比较第2个数和第3个数,将小数放前,大数放后,如此继续,直至比较最后两个数,将小数放前,大数放后。重复第一趟步骤,直至全部排序完成。

举例说明:要排序数组:int[]arr={6,3,8,2,9,1};

第一趟排序:

    第一次排序:6和3比较,6大于3,交换位置:368291

    第二次排序:6和8比较,6小于8,不交换位置:368291

    第三次排序:8和2比较,8大于2,交换位置:362891

    第四次排序:8和9比较,8小于9,不交换位置:362891

    第五次排序:9和1比较:9大于1,交换位置:362819

    第一趟总共进行了5次比较, 排序结果: 362819

---------------------------------------------------------------------

第二趟排序:

    第一次排序:3和6比较,3小于6,不交换位置:362819

    第二次排序:6和2比较,6大于2,交换位置:326819

    第三次排序:6和8比较,6大于8,不交换位置:326819

    第四次排序:8和1比较,8大于1,交换位置:326189

    第二趟总共进行了4次比较, 排序结果: 326189

---------------------------------------------------------------------

第三趟排序:

    第一次排序:3和2比较,3大于2,交换位置:236189

    第二次排序:3和6比较,3小于6,不交换位置:236189

    第三次排序:6和1比较,6大于1,交换位置:231689

    第二趟总共进行了3次比较, 排序结果: 231689

---------------------------------------------------------------------

第四趟排序:

    第一次排序:2和3比较,2小于3,不交换位置:231689

    第二次排序:3和1比较,3大于1,交换位置:213689

    第二趟总共进行了2次比较, 排序结果: 213689

---------------------------------------------------------------------

第五趟排序:

    第一次排序:2和1比较,2大于1,交换位置:123689

    第二趟总共进行了1次比较, 排序结果: 123689

---------------------------------------------------------------------

最终结果:123689

---------------------------------------------------------------------

由此可见:N个数字要排序完成,总共进行N-1趟排序,每i趟的排序次数为(N-i)次,所以可以用双重循环语句,外层控制循环多少趟,内层控制每一趟的循环次数,即

?
1
2
3
4
5
6
7
for ( int i= 1 ;i<arr.length- 1 ;i++){
 
   for ( int j= 1 ;j<arr.length- 1 -i;j++){
 
   //交换位置
 
}

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。

用时间复杂度来说:

  1.如果我们的数据正序,只需要走一趟即可完成排序。所需的比较次数和记录移动次数均达到最小值,即:Cmin=n-1;Mmin=0;所以,冒泡排序最好的时间复杂度为O(n)。

  2.如果很不幸我们的数据是反序的,则需要进行n-1趟排序。每趟排序要进行n-i次比较(1≤i≤n-1),且每次比较都必须移动记录三次来达到交换记录位置。在这种情况下,比较和移动次数均达到最大值:冒泡排序的最坏时间复杂度为:O(n2)。

综上所述:冒泡排序总的平均时间复杂度为:O(n2)。

代码实现:

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
/*
  * 冒泡排序
  */
public class BubbleSort {
   public static void main(String[] args) {
     int [] arr={ 6 , 3 , 8 , 2 , 9 , 1 };
    System.out.println( "排序前数组为:" );
     for ( int num:arr){
      System.out.print(num+ " " );
    }
     for ( int i= 1 ;i<arr.length;i++){ //外层循环控制排序趟数
       for ( int j= 1 ;j<arr.length-i;j++){ //内层循环控制每一趟排序多少次
         if (arr[j- 1 ]>arr[j]){
           int temp=arr[j];
          arr[j]=arr[j- 1 ];
          arr[j- 1 ]=temp;
        }
      }
    }
    System.out.println();
    System.out.println( "排序后的数组为:" );
       for ( int num:arr){
        System.out.print(num+ " " );
      }
  }
  }

转载于:https://www.cnblogs.com/ceshi2016/p/6277156.html

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