20210407-算法学习-排序算法(SortAlgorithm)-冒泡排序(BubbleSortinig)

一.冒泡排序基本介绍

　　1.冒泡排序（Bubble Sorting）的基本思想是：
 　　　　通过对待排序序列从前向后（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

　　1.1.优化：

　　　　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
 　　　　　(这里说的优化，可以在冒泡排序写好后，在进行)

　　1.2.演示冒泡过程的例子(图1.1)

　　　　图1.1

 

　　　小结上面的图解过程:
　　　　(1) 一共进行 数组的大小-1 次 大的循环
　　　　(2)每一趟排序的次数在逐渐的减少
　　　　(3) 如果我们发现在某趟排序中，没有发生一次交换， 可以提前结束冒泡排序。这个就是优化

二.冒泡排序应用实例

　　2.我们举一个具体的案例来说明冒泡法。我们将五个无序的数：3, 9, -1, 10, -2 使用冒泡排序法将其排成一个从小到大的有序数列

　　2.1.代码实现：

package com.atAlgorithmTest;
/**
 * @Author: lisongtao
 * @Date: 2021/4/7 10:56
 */
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Arrays;
import java.util.Date;

/**
 * @ClassName BubbleSort
 * @Description : 冒泡排序
 * @Author DELL
 * @Date 2021/04/07 10:56
 **/
public class BubbleSort {
    public static void main(String[] args) {
        //为了容量理解，我们把冒泡排序的演变过程，给大家展示
        int[] arrTest = {3, 9, -1, 10, 20};

        //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
        int[] arr = new int[80000];

        for (int i = 0; i < 80000; i++) {
            arr[i] = (int)(Math.random()*8000000);//生成一个[0,8000000] 随机数
        }
//        System.out.println("排序前");
//        System.out.print(Arrays.toString(arrTest));

        //获取当前系统时间
        Date date = new Date();
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        String dateStr = simpleDateFormat.format(date);
        System.out.println("排序前的时间是="+dateStr);

        bubbleSort(arr);

        Date date1 = new Date();
        String date1Str = simpleDateFormat.format(date1);
        System.out.println("排序后的时间是="+date1Str);

//        System.out.println("排序后");
//        System.out.println(Arrays.toString(arrTest));

//        int temp = 0;
//        for (int j = 0; j < arrTest.length-1-1; j++) {
//            if (arrTest[j]>arrTest[j+1]){
//                temp = arrTest[j];
//                arrTest[j] = arrTest[j+1];
//                arrTest[j+1] = temp;
//            }
//        }
//        System.out.println("第二趟排序后的数组");
//        System.out.println(Arrays.toString(arrTest));
//
//        for (int j = 0; j < arrTest.length-1-2; j++) {
//            if (arrTest[j]>arrTest[j+1]){
//                temp = arrTest[j];
//                arrTest[j] = arrTest[j+1];
//                arrTest[j+1] = temp;
//            }
//        }
//        System.out.println("第三趟排序后的数组");
//        System.out.println(Arrays.toString(arrTest));
    }
    //将冒泡排序封装成一个方法
    public static void bubbleSort(int[] arr){
        //冒泡排序 时间复杂度是 O(n^2)
        int temp = 0;
        boolean flag = false;//标识变量，表示是否进行过交换
        for (int i = 0; i < arr.length; 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;
                }
            }
            System.out.println("第"+(i+1)+"趟排序后的数组");
            System.out.println(Arrays.toString(arr));
            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，进行下一次判断
            }
        }
    }
}