冒泡排序-算法及优化

前言

喝汽水时，大家会发现一个个小气泡从瓶底慢慢浮到水面。这一情景形象地反映了冒泡排序的过程。冒泡排序（Bubble Sort）是一种简单的排序算法。通过依次比较相邻两个元素的大小，逆序则交换，使较大（或较小）元素经过不断的交换慢慢移动到数列的末端，最终使全部元素达到有序的状态。

实例

以数组 [3,5,4,2,1] 为例，希望实现从小到大排序，过程如下：

第一轮排序：

1.比较3和5的大小，因为3<5,符合小→大的顺序要求，因此不交换位置，数组仍为：[3,5,4,2,1] ；

2.比较5和4的大小，因为5>4,不符合小→大的顺序要求，因此交换位置，此时数组变为[3,4,5,2,1]；

3.比较5和2的大小，5>2,交换,数组为[3,4,2,5,1]；

4.比较5和1的大小，5>1,交换，数组为[3,4,2,1,5]；

至此，数组的最大值已经“浮到”了数组末端。

第二轮排序：

1.比较3和4的大小，3<4,不交换，仍为[3,4,2,1,5]；

2.比较4和2的大小，4>2,交换，数组为[3,2,4,1,5]；

3.比较4和1的大小，4>1,交换，数组为[3,2,1,4,5]；

4.比较4和5的大小，4<5，不交换，仍为[3,2,1,4,5]；

至此，数组次大值也“浮到”了数组末端。

以此类推，再经过两轮排序后，就可以实现数组由小到大的排序。

原理

根据以上实例，不难总结出实现原理：

利用嵌套循环，内循环负责依次比较相邻数据的大小，顺序不对，则交换位置。外循环负责找到本轮数据中的最大值并置于最后。具体描述如下：

1.比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。

2.对每一对相邻元素做同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。结束后，最后的元素应该会是最大的数。

3.持续对越来越少的元素对重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。

代码实现

import java.util.Arrays;

public class BubbleSort {
    public static void main(String[] args) {
        int [] arry = {3,5,4,2,1};
        for (int i = 0; i < arry.length-1; i++) {
            for (int j = 0; j < arry.length-1-i; j++) {
                if ( arry[j] > arry[j+1] ){
                    int temp = arry[j];                //若前面的元素>后面的元素则交换
                arry[j] = arry [j+1];
                arry[j+1] = temp ;
                }
            }
        }
        System.out.println(Arrays.toString(arry)); // 输出数组内容
}
}

优化

如果在某次排序中，没有发生任何交换，则表明元素的排列达到了有序，之后的判断便失去了意义，应该提前结束循环。代码如下：

import java.util.Arrays;

public class BubbleSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arry = {3, 5, 4, 2, 1};
        int count = 0;
        for (int i = 0; i < arry.length - 1; i++) {
            for (int j = 0; j < arry.length - 1; j++) {
                if (arry[j] > arry[j + 1]) {
                    count++;                           //只要出现元素交换，则count+1
                    int temp = arry[j];                //若前面的元素>后面的元素则交换
                    arry[j] = arry[j + 1];
                    arry[j + 1] = temp;
                }
            } if(count == 0){                           //若没有元素交换位置，则退出循环
                break;
            }else count = 0;                            //重置count，进行下一次判断

        }   System.out.println(Arrays.toString(arry)); // 输出数组内容
    }
}

声明

个人能力有限，不足之处，请多指正

文章为原创，欢迎转载，注明出处即可

谢谢观看，欢迎交流