关于Java冒泡排序算法的优化

最基础的冒泡排序算法

// Java冒泡排序算法(最基础版本)
import java.util.Arrays;

//研究冒泡排序
public class BubbleSort {
	public static void main(String[] args) {
		//arrays自带的排序方法
		int[] a = {3,1,4,5,6};
		/*Arrays.sort(a);
		System.out.println(Arrays.toString(a));*/
		int inner = 0;
		int outner = 0;
		
		for (int j = 0; j < a.length; j++) {
			for (int i = 0; i < a.length-1; i++) {
				if (a[i]>a[i+1]) {
					int temp = a[i];
					a[i] = a[i+1];
					a[i+1] = temp;
				}
				System.out.println("当前内循环的次数:" + (++inner));
			}
			System.out.println("当前外循环的次数为:" + (++outner)+"当前数组的输出为:"+Arrays.toString(a));
		}
		
		System.out.println(Arrays.toString(a));
		
	}
}

算法输出如下:

这是大多数人第一次写出来的冒泡排序算法(为了下面更加直观的表现出来优化算法的好坏,直接在代码里面记录一下内外循环的次数),每一个学习Java的未来程序员,可能都会经历这个最基础的算法,而你想没想过为这个算法做一些优化呢?
下面我总结出来的算法的两种优化:

优化算法(一).关于减少每次遍历数组的次数

// 第一次优化
import java.util.Arrays;

//研究冒泡排序
public class BubbleSort {
	public static void main(String[] args) {
		//arrays自带的排序方法
		int[] a = {3,1,4,5,6};
		/*Arrays.sort(a);
		System.out.println(Arrays.toString(a));*/
		int inner = 0;
		int outner = 0;
		
		for (int j = 0; j < a.length-1; j++) {
			for (int i = 0; i < a.length-1-j; i++) {
				if (a[i]>a[i+1]) {
					int temp = a[i];
					a[i] = a[i+1];
					a[i+1] = temp;
				}
				System.out.println("当前内循环的次数:" + (++inner));
			}
			
			System.out.println("当前外循环的次数为:" + (++outner)+"当前数组的输出为:"+Arrays.toString(a));
		}
		
		System.out.println(Arrays.toString(a));
		
	}
}

第一次优化后的输出如下:

整整减少了一半的内循环的次数!!!
通过每次内循环得到一个最大值放到数组的结尾,第二次遍历直接跳过这个数.得到了第一次的优化!

利用开闭原则进行提前中断遍历(最终版)

// 利用闭合原则对算法的二次优化
import java.util.Arrays;

//研究冒泡排序
public class BubbleSort {
	public static void main(String[] args) {
		//arrays自带的排序方法
		int[] a = {3,1,4,5,6};
		/*Arrays.sort(a);
		System.out.println(Arrays.toString(a));*/
		int inner = 0;
		int outner = 0;
		
		for (int j = 0; j < a.length-1; j++) {
			boolean flag = true;
			for (int i = 0; i < a.length-1-j; i++) {
				if (a[i]>a[i+1]) {
					flag = false;
					int temp = a[i];
					a[i] = a[i+1];
					a[i+1] = temp;
				}
				System.out.println("当前内循环的次数:" + (++inner));
			}
			
			System.out.println("当前外循环的次数为:" + (++outner)+"当前数组的输出为:"+Arrays.toString(a));
			if (flag) {
				System.out.println("提前就结束啦!");
				break;
			}
		}
		
		System.out.println(Arrays.toString(a));
		
	}
}

算法的输出如下:

又一次的减少了遍历的次数!!!
通过在外循环定义了一个Boolean类型的变量flag,如果内循环的if语句不执行的话,说明该次循环无元素移动,即此时数组已经排序完成,无须再进行排序.

结语

在我们初学Java的时候,不必要为了快而学习,要在学习了每个知识点之后对其进行较深的挖掘,可能你会找到其他不可思议的东西!!!