冒泡排序
冒泡排序的概念
冒泡排序（英语：Bubble Sort）是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。
冒泡排序的算法运作
- 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
- 对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。这步做完后，最后的元素会是最大的数。
- 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
- 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。
Java实现：
public static void bubble_sort(int[] arr) {
int i, j, temp, len = arr.length;
for (i = 0; i < len - 1; i++)
for (j = 0; j < len - 1 - i; j++)
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
冒泡排序的缺点
冒泡排序的改进：
A.设置标识变量changed
Java代码：
import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;
public class BubbleSort {
public static void main(String[] args) {
int arr[] =arrayList();
bubbleSort(arr);
System.out.println("经冒泡排序后为："+Arrays.toString(arr));
}
//输入一个长度未知的数组
public static int[] arrayList() {
System.out.println("请输入一个数组，字符之间用“，”隔开");
System.out.println("请输入：");
Scanner sc=new Scanner(System.in);
String[] nums = null;
nums = sc.nextLine().split(",");
int arr[]=new int[nums.length];
for(int i=0;i<arr.length;i++){
arr[i]=Integer.valueOf(nums[i]);
}
System.out.println("您输入的数组为："+ Arrays.toString(arr));
return arr;
}
//冒泡排序算法
public static void bubbleSort(int[] arr) {
int i, temp, len = arr.length;
//设置一个标志，如果这一趟发生了交换，则为true，否则为false。明显如果有一趟没有发生交换，说明排序已经完成
boolean changed;
do {
changed = false;
len-=1;
for (i = 0; i < len; i++) {
if (arr[i] > arr[i + 1]) {
temp = arr[i];
arr[i] = arr[i + 1];
arr[i + 1] = temp;
changed = true;
}
}
} while (changed);
}
}
运行结果：
冒泡排序图解：
B.鸡尾酒排序
鸡尾酒排序又叫定向冒泡排序，搅拌排序、来回排序等，是冒泡排序的一种变形。此算法与冒泡排序的不同处在于排序时是以双向在序列中进行排序。
鸡尾酒排序在于排序过程是先从低到高，然后从高到低；而冒泡排序则仅从低到高去比较序列里的每个元素。它可以得到比冒泡排序稍微好一点的效能，原因是冒泡排序只从一个方向进行比对（由低到高），每次循环只移动一个项目。
以序列(2,3,4,5,1)为例，鸡尾酒排序只需要从低到高，然后从高到低就可以完成排序，但如果使用冒泡排序则需要四次。
但是在乱数序列的状态下，鸡尾酒排序与冒泡排序的效率都很差劲。
java代码：
void cocktail_sort(int arr[], int len) {
int j, left = 0, right = len - 1;
while (left < right) {
for (j = left; j < right; j++)
if (arr[j] > arr[j + 1])
swap(arr[j], arr[j + 1]);
right--;
for (j = right; j > left; j--)
if (arr[j - 1] > arr[j])
swap(arr[j - 1], arr[j]);
left++;
}
}
冒泡排序的时间复杂度和空间复杂度
（1）时间复杂度
在设置标志变量之后：
当原始序列“正序”排列时，冒泡排序总的比较次数为n-1，移动次数为0，也就是说冒泡排序在最好情况下的时间复杂度为O(n)；
当原始序列“逆序”排序时，冒泡排序总的比较次数为n(n-1)/2，移动次数为3n(n-1)/2次，所以冒泡排序在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)；
当原始序列杂乱无序时，冒泡排序的平均时间复杂度为O(n^2)。
（2）空间复杂度
冒泡排序排序过程中需要一个临时变量进行两两交换，所需要的额外空间为1，因此空间复杂度为O(1)。
参考文章：
