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算法思想
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。
算法步骤
- 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。在这一点,最后的元素应该会是最大的数。
- 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。
算法复杂度
时间复杂度
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 C 和记录移动次数 M 均达到最小值:Cmin=n-1,Mmin=0。
所以,冒泡排序最好的时间复杂度为:O(n)。
若初始文件是反序的,需要进行n-1趟排序。每趟排序要进行n-i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:
空间复杂度
在交换时需要申请一个变量,固空间复杂度为O(1)
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。
算法描述(JAVA)
public void bubbleSort(int[] arr){
int temp = 0;
for (int i = arr.length - 1; i > 0; --i){
for (int j = 0; j < i; ++j){
if (arr[j + 1] < arr[j]){
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
}
算法优化
优化1:
设置一个标记来标志一趟排序是否发生了交换操作,如果没有发生则代表数组已经有序。
public void bubbleSort(int[] arr){
int tmp = 0;
boolean swap = true;
for (int i = 0; i < arr.length; ++i) {
swap = true;
for (int j = 0; j < arr.length - i - 1; ++j) {
if (arr[j] < arr[j + 1]) {
swap = false;
tmp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = tmp;
}
}
if(swap == true){
break;
}
}
}
优化2:
用一个变量记录下最后一个发生交换的位置,后面没有发生交换的已经有序,所以可以用这个值来作为下一次比较结束的位置。
public void bubbleSort2(int[] arr){
int tmp = 0;
int flag = arr.length;
int m = 0;
for (int i = 0; i < flag; ++i) {
m = flag;
flag = 0;
for (int j = 0; j < m - 1; ++j) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
flag = j;
tmp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = tmp;
}
}
}
}