3分钟理解冒泡排序java版
概念
冒泡排序（BubbleSorting）的基本思想是：通过目标序列从前向后（从下标较小的元素开始）,依次比较相邻元素的值，若发现逆序则交换，使值较大的元素逐渐从前移向后部，就象水底下的气泡一样逐渐向上冒。
注意：
因为排序的过程中，各元素不断接近自己的位置，如果一趟比较下来没有进行过交换，就说明序列有序，因此要在排序过程中设置一个标志flag判断元素是否进行过交换。从而减少不必要的比较。
图解
说明：
- 一共需要走数组长度-1趟；
- 每一趟排序的次数都在减少
- 如何优化：如果某趟没有交换就跳出这一趟循环；
循序渐进
下面看一下如何通过一次排序后把最大元素放到后面：
public class Demo03_BubbleSort {
public static void main(String[] args) {
int arr[] = {3,9,-1,10,20};
System.out.println("排序前");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
// 第1趟排序，就是将第1大的数排在倒数第1位
for (int j = 0; j < arr.length - 1 ; j++) {
// 如果前面的数比后面的数大，则交换
swap(arr,j,j+1);
}
System.out.println("第一趟排序后的数组");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
// 第二趟排序，就是将第二大的数排在倒数第二位
for (int j = 0; j < arr.length - 1 - 1 ; j++) {
// 如果前面的数比后面的数大，则交换
swap(arr,j,j+1);
}
System.out.println("第二趟排序后的数组");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
// 第三趟排序，就是将第三大的数排在倒数第三位
for (int j = 0; j < arr.length - 1 - 2; j++) {
// 如果前面的数比后面的数大，则交换
swap(arr,j,j+1);
}
System.out.println("第三趟排序后的数组");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
// 第四趟排序，就是将第4大的数排在倒数第4位
for (int j = 0; j < arr.length - 1 - 3; j++) {
// 如果前面的数比后面的数大，则交换
swap(arr,j,j+1);
}
System.out.println("第四趟排序后的数组");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
输出：
排序前
[3, 9, -1, 10, 20]
第一趟排序后的数组
[3, -1, 9, 10, 20]
第二趟排序后的数组
[-1, 3, 9, 10, 20]
第三趟排序后的数组
[-1, 3, 9, 10, 20]
第四趟排序后的数组
[-1, 3, 9, 10, 20]
代码实现
// 将前面的冒泡排序算法，封装成一个方法
public static void bubbleSort(int[] arr) {
// 冒泡排序 时间复杂度 O(n^2)
int temp = 0; // 临时变量
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
// 如果前面的数比后面的数大，则交换
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
}
}
// 优化版
public static void bubbleSort2(int[] arr) {
// 冒泡排序 时间复杂度 O(n^2)
int temp = 0; // 临时变量
boolean flag = false; // 标识变量，表示是否进行过交换
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
// 如果前面的数比后面的数大，则交换
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
flag = true;
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
if (!flag) { // 在一趟排序中，一次交换都没有发生过
break;
} else {
flag = false; // 重置flag!!!, 进行下次判断
}
}
}
测试案例
分普通数据和测试8万个无序数组两种
public static void main(String[] args) {
int arr[] = {3, 9, -1, 10, 20};
System.out.println("排序前");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
//测试冒泡排序
bubbleSort(arr);
System.out.println("排序后");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
// 8万数据
testArray();
}
// 测试一下冒泡排序的速度O(n^2), 给80000个数据，测试
// 创建要给80000个的随机的数组
public static void testArray() {
int[] arr = new int[80000];
for (int i = 0; i < 80000; i++) {
arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000); //生成一个[0, 8000000) 数
}
Date data1 = new Date();
SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String date1Str = simpleDateFormat.format(data1);
System.out.println("排序前的时间是=" + date1Str);
//测试冒泡排序
bubbleSort(arr);
Date data2 = new Date();
String date2Str = simpleDateFormat.format(data2);
System.out.println("排序后的时间是=" + date2Str);
}
输出结果：
排序前
[3, 9, -1, 10, 20]
排序后
[-1, 3, 9, 10, 20]
排序前的时间是=2019-08-31 21:34:34
排序后的时间是=2019-08-31 21:34:48
