【算法】冒泡排序算法原理及实现

news2024/11/17 10:01:20

1.什么是冒泡排序

冒泡排序（Bubble Sort），它是一种最为基础的交换排序。之所以叫冒泡排序，是因为这一种排序算法的每一个元素可以根据自身的大小，一点点的向着一侧来移动。
每一轮都会找到一个最大的数字冒泡到数组数组末尾来完成排序。

2.冒泡排序图解

有7个数组组成的无序数列：1,2,6,4,3,7,5 希望从小到大排。按照冒泡排序的思想，只需要相邻的两个元素进行比较，再根据它的大小来交换元素位置；

在这里插入图片描述

排序过程
- 首先先比较1和2发现1没有2大，不做操作，元素位置不变
- 2和6也是一样，元素位置不变
- 6和4比较，发现6比4大，6和4两个元素交换位置，变成 4 6
- 然后在用6和3比较，6和3两个元素交换位置，变成 3 6
- 然后6和7比较，不做操作，元素位置不变
- 然后7和3比较，7和3两个元素交换位置，变成 3 7，这样第一轮就结束了，确保这一轮最大的已经放在队尾了

在这里插入图片描述

后面的操作以此类推，每次循环都确定一个最大的队尾，直至到第一个元素。
原始的冒泡排序是最稳定的，但是这个算法每一轮都需要遍历一次所有的元素，所以它的轮转次数和数量是相当的，时间复杂度为O(n^2)。

3.冒泡排序编码实现

（1）整体代码实现

public class BubbleSort {

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,2,6,4,3,7,5};
        System.out.println("排序前：");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
        bubbleSort(arr);
        System.out.println("排序后：");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

    public static void bubbleSort(int[] arr){
        //从一个元素遍历到arr.length-1个
        // 注意不能是到arr.length 因为只需要找到倒数第二个和最后一个比较就行了
        //每次都会找到下一个元素进行比较，所以如果是arr.length 的话汇报数组越界异常
        for (int i = 0; i < arr.length-1; i++) {
            //内层循环每次确定最后一个元素，所以是arr.length-1-i
            for (int j = 0; j < arr.length-1-i; j++) {
                if(arr[j]>arr[j+1]){
                    //做元素交换
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j+1];
                    arr[j+1] = temp;
                }
            }
        }
    }
}