JAVA数据结构与算法之冒泡排序

冒泡排序

基本介绍

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。

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

演示冒泡过程的例子(图解)

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

代码实现：

package com.pierce.algorithm;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Arrays;

public class BubbleSort {
    public static void main(String[] args) {
//         int arr[] = {3, 9, -1, 10, 20};
        //
        // System.out.println("排序前");
        // System.out.println(Arrays.toString(arr));
        //为了容量理解，我们把冒泡排序的演变过程，给大家展示
        //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++) {
            //生成一个[0, 8000000) 数
            arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000);
        }
        long millis1 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("排序前的时间是=" + millis1);
        //测试冒泡排序
        bubbleSort(arr);
        long millis2 = System.currentTimeMillis();
        System.out.printf("排序后的时间是=%s", millis2 - millis1);
        System.out.println();
        System.out.println(arr.length);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

    // 将前面额冒泡排序算法，封装成一个方法
    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        // 冒泡排序 的时间复杂度 O(n^2), 自己写出
        // 临时变量
        int temp = 0;
        // 标识变量，表示是否进行过交换
        boolean flag = false;
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; 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;
                }
            }
            // 在一趟排序中，一次交换都没有发生过
            if (!flag) {
                break;
            } else {
                // 重置 flag!!!, 进行下次判断
                flag = false;
            }
        }
    }
}

运行结果：

排序前的时间是=1587816776500
排序后的时间是=10545
80000