冒泡排序顾名思义就是整个排序过程就像气泡一样往上升,单向冒泡排序的基本思想就是:给定 n 个数值,从第一个值开始一次对相邻的进行比较,当前面的值大于后面的值的时候,交换位置,依次比较完之后算一轮,n 个值中的最大值将在最后一位,然后对前面的 n-1 位进行第二轮比较,依次类推。
例如: { 1, 6, 3, 5, 7, 9, 8, 4 }
第一轮:
1 < 6 位置不变
{ 1, 6, 3, 5, 7, 9, 8, 4 }
6 > 3 交换位置
{ 1, 3, 6, 5, 7, 9, 8, 4 }
6 > 5 交换位置
{ 1, 3, 5, 6, 7, 9, 8, 4 }
6 < 7 位置不变
{ 1, 3, 5, 6, 7, 9, 8, 4 }
7 < 9 位置不变
{ 1, 3, 5, 6, 7, 9, 8, 4 }
9 > 8 交换位置
{ 1, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 4 }
9 > 4 交换位置
第一轮结束,开始第二轮 比较 n-1 个数
…
public class BubbleSort {
public static void bubbleSort(int[] arr) {
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
for (int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
System.out.println("第" + (i + 1) + "轮后: " + Arrays.toString(arr));
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[] { 1, 6, 3, 5, 7, 9, 8, 4 };
bubbleSort(arr);
}
}
第1轮后: [1, 3, 5, 6, 7, 8, 4, 9]
第2轮后: [1, 3, 5, 6, 7, 4, 8, 9]
第3轮后: [1, 3, 5, 6, 4, 7, 8, 9]
第4轮后: [1, 3, 5, 4, 6, 7, 8, 9]
第5轮后: [1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
第6轮后: [1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
第7轮后: [1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
从输出结果中,可以看出其在第5轮之后就已经排好序了,不要在进行排序了,这个时候说名字已经不会再出现 arr[j] > arr[j+1] 的情况,可以这样进行优化:
public class BubbleSort {
public static void bubbleSort(int[] arr) {
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
boolean success = true;
for (int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
success = false;
}
}
if (success)
break;
System.out.println("第" + (i + 1) + "轮后: " + Arrays.toString(arr));
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[] { 1, 6, 3, 5, 7, 9, 8, 4 };
bubbleSort(arr);
}
}
第1轮后: [1, 3, 5, 6, 7, 8, 4, 9]
第2轮后: [1, 3, 5, 6, 7, 4, 8, 9]
第3轮后: [1, 3, 5, 6, 4, 7, 8, 9]
第4轮后: [1, 3, 5, 4, 6, 7, 8, 9]
第5轮后: [1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
然后分析一下时间复杂度和空间复杂度,时间复杂度是最坏 O(n^2),最好O(n),空间复杂度是 O(1),稳定排序,应为在数值相同时,并没有交换两个数值之间的位置。
时间复杂度计算:
两层循环,第1次遍历n次(n个元素),第二次遍历n-1次,… 依次类推。因此,表达式如下:
n + (n - 1) + (n - 2) + … + 1 = n * (n + 1) / 2 = O(n^2)
冒泡排序详解

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