常用排序算法-冒泡排序

介绍

　　冒泡排序算法是一种简单的排序算法，它在重复的访问要排序的元素时，会依次比较相邻的两个元素，以升序为例，如果左边的元素大于右边的元素，就交换两个元素的位置，如此重复，直到没有相邻的元素需要交换位置，则排序完毕。

　　在排序的过程中，每一轮交换都会将最大的元素移动到数组的末端(升序)，如同气泡上浮一般，所以称之为冒泡排序。

原理

　　下表是对[4,5,6,3,2,1]进行冒泡排序，每次都将当前数据和下一个数据进行比较，以升序为例，如果当前数据比下一个数据大，则交换两个数据的位置，否则不做任何处理。通过第一趟排序将最大值6放置在最后一个位置，第二趟将5放置在倒数第二个位置，依次类推，直到所有的数据都排序完成。

初始	4	5	6	3	2	1
第1趟	4	5	3	2	1	6
第2趟	4	3	2	1	5	6
第3趟	3	2	1	4	5	6
第4趟	2	1	3	4	5	6
第5趟	1	2	3	4	5	6

程序

public class BubbleSort {
    public static void bubbleSort(int [] arr){
        for(int i = 0; i < arr.length - 1; ++i){
            for(int j = 0; j < arr.length - i - 1; ++j){
                if(arr[j] > arr[j + 1])
                    swap(arr, j, j + 1);
            }
        }
    }
    private static void swap(int[] arr, int i, int j){
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }
}

总结

　　冒泡排序的时间复杂度最差为O(n^2)，最好情况时O(n)，平均时间复杂度为O(n^2)。

　　同时冒泡排序是在原数组上直接进行操作，空间复杂度是O(1)。

　　由于元素的排序是相邻两元素交换得到的，所以冒泡排序是稳定的。

　　小优化：对于如[1,2,3,4,5,6]这种已经排序好了的数组，我们可以设置一个标志位，用来判断本轮排序是否对元素进行了交换，如果没有交换，表示此时剩下的元素已经排好序了，直接返回即可，这也就是冒泡排序最好的情况。