排序算法-冒泡排序算法

最新推荐文章于 2023-01-01 23:12:34 发布

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文章标签：数据结构与算法 python

原文链接：https://my.oschina.net/Clarences/blog/1527676

本文详细介绍了冒泡排序算法的工作原理及其实现过程，并通过具体示例展示了如何使用该算法进行排序。此外，还提供了一种优化策略以提高排序效率。

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冒泡排序算法是所有排序算法中最简单、最基础的一种。冒泡排序算法的思路就是交换排序，通过相邻数据的交换来达到排序的目的。

冒泡排序算法

冒泡排序算法通过多次比较和交换来实现排序，其排序流程如下：

对数组中的各数据，依次比较相邻的两个元素的大小。
如果前面的数据大于后面的数据，就交换这两个数据。经过一轮的多次比较排序后，便可将最大的数据排好。
在用同样的方法把剩下的数据逐个进行比较，最后便可按照从小到大的排序排好数组各数据。

为了更好的理解冒泡排序算法的执行过程，下面举一个实际的例子来一步一步的执行冒泡排序算法。对于6个整形数据52、23、18、84、58、11，这是一组无序的数据。对齐执行排序效果如下所示。

从上面的例子可以非常直观地了解到冒泡排序算法执行过程。整个排序过程就像水泡的浮起过程，故此而得名。冒泡排序算法在对n个数据进行排序時，无论原数据有无序，都需要进行n-1步的中间排序。这种排序方法思路简单直观，但是缺点是执行的步骤稍长，效率不高。

一种改进的方式，即在每次中间排序之后，比较一下数据是否已经按照顺序排列完成，否则继续进行冒泡排序。这样可以加速算法的执行过程。

冒泡排序算法实例

根据上面的基本的思想，我们来动手写一个例子说明冒泡排序在排序中的应用。

package Bubble;

public class BubbleAlgorithm {
    public static void bunnle(int[] a){
        int temp;

        for (int i = 1; i < a.length; i++) {
            for (int j = 0; j < a.length-1; j++) {
                if (a[j] > a[j+1]){
                    temp = a[j];
                    a[j] = a[j+1];
                    a[j] = temp;
                }
            }
            System.out.print("第"+i+"步排序结果:");
            for (int k = 0; k < a.length; k++) {
                System.out.print(" "+a[k]);
            }
            System.out.println("\n");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] aa = {196,182,123,104,111,106,185,194,192,159};
        System.out.print("       初始值:");
        for (int i = 0; i < aa.length ; i++) {
            System.out.print(" "+aa[i]);
        }
        System.out.println("\n");
        bunnle(aa);
    }
}

运行结果如下：

      初始值: 196 182 123 104 111 106 185 194 192 159
第1步排序结果: 182 123 104 111 106 185 194 192 159 196
第2步排序结果: 123 104 111 106 182 185 192 159 194 196
第3步排序结果: 104 111 106 123 182 185 159 192 194 196
第4步排序结果: 104 106 111 123 182 159 185 192 194 196
第5步排序结果: 104 106 111 123 159 182 185 192 194 196
第6步排序结果: 104 106 111 123 159 182 185 192 194 196
第7步排序结果: 104 106 111 123 159 182 185 192 194 196
第8步排序结果: 104 106 111 123 159 182 185 192 194 196
第9步排序结果: 104 106 111 123 159 182 185 192 194 196

图中显示了每一步排序的中间结果。从中可以看出第5步之后便已经完成对数据的排序，但是算法仍然需要进行后续的比较步骤。根据上面介绍的思路，加入判断部分，使之能够尽早结束排序过程，从而提高程序的执行效率。调优方法如下：

package Bubble;

public class BubbleAlgorithm {
    public static void bunnle(int[] a){
        int temp;
        //定义
        int fay = 0;

        for (int i = 1; i < a.length; i++) {
            for (int j = 0; j < a.length-1; j++) {
                if (a[j] > a[j+1]){
                    temp = a[j];
                    a[j] = a[j+1];
                    a[j+1] = temp;
                }
            }
            System.out.print("第"+i+"步排序结果:");
            for (int k = 0; k < a.length; k++) {
                //开始
                if (a.length-2 >= k){
                    if (a[k]>a[k+1]){
                        fay = 1;
                    }
                }
                //结束
                System.out.print(" "+a[k]);
            }
            //开始
            if (fay == 0){
                break;
            }else {
                fay = 0;
            }
            //结束
            System.out.println("\n");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] aa = {196,182,123,104,111,106,185,194,192,159};
        System.out.print("       初始值:");
        for (int i = 0; i < aa.length ; i++) {
            System.out.print(" "+aa[i]);
        }
        System.out.println("\n");
        bunnle(aa);
    }
}

输出结果如下：

      初始值: 196 182 123 104 111 106 185 194 192 159
第1步排序结果: 182 123 104 111 106 185 194 192 159 196
第2步排序结果: 123 104 111 106 182 185 192 159 194 196
第3步排序结果: 104 111 106 123 182 185 159 192 194 196
第4步排序结果: 104 106 111 123 182 159 185 192 194 196
第5步排序结果: 104 106 111 123 159 182 185 192 194 196

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