冒泡排序

冒泡排序(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。

  冒泡排序算法的运作如下:

  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.  对每一对相邻元素作同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点,最后的元素应该会是最大的数。
  3.  针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。
  4.  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。

即依次比较相邻的两个数,将小数放在前面,大数放在后面。即在第一趟:首先比较第1个和第2个数,将小数放前,大数放后。然后比较第2个数和第3个数,将小数放前,大数放后,如此继续,直至比较最后两个数,将小数放前,大数放后。重复第一趟步骤,直至全部排序完成。

举例说明:要排序数组:int[] arr={6,3,8,2,9,1};   

第一趟排序:

    第一次排序:6和3比较,6大于3,交换位置:  3  6  8  2  9  1

    第二次排序:6和8比较,6小于8,不交换位置:3  6  8  2  9  1

    第三次排序:8和2比较,8大于2,交换位置:  3  6  2  8  9  1

    第四次排序:8和9比较,8小于9,不交换位置:3  6  2  8  9  1

    第五次排序:9和1比较:9大于1,交换位置:  3  6  2  8  1  9

    第一趟总共进行了5次比较, 排序结果:      3  6  2  8  1  9

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第二趟排序:

    第一次排序:3和6比较,3小于6,不交换位置:3  6  2  8  1  9

    第二次排序:6和2比较,6大于2,交换位置:  3  2  6  8  1  9

    第三次排序:6和8比较,6大于8,不交换位置:3  2  6  8  1  9

    第四次排序:8和1比较,8大于1,交换位置:  3  2  6  1  8  9

    第二趟总共进行了4次比较, 排序结果:      3  2  6  1  8  9

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第三趟排序:

    第一次排序:3和2比较,3大于2,交换位置:  2  3  6  1  8  9

    第二次排序:3和6比较,3小于6,不交换位置:2  3  6  1  8  9

    第三次排序:6和1比较,6大于1,交换位置:  2  3  1  6  8  9

    第二趟总共进行了3次比较, 排序结果:         2  3  1  6  8  9

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第四趟排序:

    第一次排序:2和3比较,2小于3,不交换位置:2  3  1  6  8  9

    第二次排序:3和1比较,3大于1,交换位置:  2  1  3  6  8  9

    第二趟总共进行了2次比较, 排序结果:        2  1  3  6  8  9

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第五趟排序:

    第一次排序:2和1比较,2大于1,交换位置:  1  2  3  6  8  9

    第二趟总共进行了1次比较, 排序结果:  1  2  3  6  8  9

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最终结果:1  2  3  6  8  9

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由此可见:N个数字要排序完成,总共进行N-1趟排序,每i趟的排序次数为(N-i)次,所以可以用双重循环语句,外层控制循环多少趟,内层控制每一趟的循环次数。

代码:

public class BubbleSort{
     public static void main(String[] args){
         int score[] = {67, 69, 75, 87, 89, 90, 99, 100};
         for (int i = 0; i < score.length -1; i++){    //最多做n-1趟排序
             for(int j = 0 ;j < score.length - i - 1; j++){    //对当前无序区间score[0......length-i-1]进行排序(j的范围很关键,这个范围是在逐步缩小的)
                 if(score[j] < score[j + 1]){    //把小的值交换到后面
                     int temp = score[j];
                     score[j] = score[j + 1];
                     score[j + 1] = temp;
                 }
             }            
             System.out.print("第" + (i + 1) + "次排序结果:");
             for(int a = 0; a < score.length; a++){
                 System.out.print(score[a] + "\t");
             }
             System.out.println("");
         }
             System.out.print("最终排序结果:");
             for(int a = 0; a < score.length; a++){
                 System.out.print(score[a] + "\t");
        }
     }
 }
若文件的初始状态是正序的,一趟扫描即可完成排序。所需的关键字比较次数
  
和记录移动次数
  
均达到最小值:
  
  
所以,冒泡排序最好的时间复杂度为
  
若初始文件是反序的,需要进行 
趟排序。每趟排序要进行 
次关键字的比较(1≤i≤n-1),且每次比较都必须移动记录三次来达到交换记录位置。在这种情况下,比较和移动次数均达到最大值:
冒泡排序的最坏时间复杂度为
  
综上,因此冒泡排序总的平均时间复杂度为 

算法稳定性

冒泡排序就是把小的元素往前调或者把大的元素往后调。比较是相邻的两个元素比较,交换也发生在这两个元素之间。所以,如果两个元素相等,我想你是不会再无聊地把他们俩交换一下的;如果两个相等的元素没有相邻,那么即使通过前面的两两交换把两个相邻起来,这时候也不会交换,所以相同元素的前后顺序并没有改变,所以冒泡排序是一种稳定排序算法。
posted @ 2017-02-26 10:29  温暖的向阳花  阅读(142)  评论(0编辑  收藏  举报