排序算法的种类非常多,这里总结冒泡排序和对冒泡排序的改进---快速排序的循环实现和递归实现。
一丶冒泡排序
假设待排序的数组A为{7,6,4,8,9,1,2}。冒泡排序的算法原理和何其名字十分的贴切,第一次将最大的数字交换到数组的末尾,第二次将第二大的数交换到数组的末尾的前一个,这样循环交换N-1次后,原数组中的每一个元素都找到了合适的位置,排序完成。
依据算法的思路,第一次应该将最大的数字9交换到数组的末尾。下面按照图例的形式介绍如何将最大的数字9交换到数组的末尾。
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取数组的第一个元素(7),依次和后面的元素进行比较,如果大于后面的元素,则进行交换。
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指针i+1,和后面的元素比较。如果大于后面的元素,则进行交换。
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指针i+1继续,重复上述的比较过程。发现7小于8,所以不交换元素位置。
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指针i+1继续,重复上述比较过程。发现8小于9,同样不交换元素的位置。
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指针继续i+1,重复上述比较过程,发现9大于1,交换元素位置。
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指针继续i+1,重复上述比较过程,发现9大于2,交换元素位置。
通过上述的六个步骤,可以清晰的看见待排序数组中的最大元素交换到数组的末尾的过程。这六个过程就是一次冒泡交换的过程。通过上述的六个过程,我们不仅需要知道最大的元素冒泡原理,对待排序数组A,还需要提炼出如下的规律:
待排序数组的长度为N,则需要进行N-1次冒泡交换,才能完成对数组的排序操作。
第1次冒泡交换,指在[0,N-1]的下标范围内,将最大元素冒泡交换至A[N-1]处。其中最大交换次数为N-1次。
第i次冒泡交换,指在[0,N-i]的下标范围内,将最大元素冒泡交换至A[N-i]处。其中最大交换次数为N-i次。(1<=i<=N-1)
总共的交换次数为(1+N-1)(N-1)/2,冒泡排序的时间复杂度为O(n2)。
完整的冒泡排序,就是对待排序数组A,进行N-1的冒泡交换。得到排序后的数组。
代码:
public classbubbleSort {
publicstatic void main(String[] args){
int[] array = new int[]{7,6,4,8,9,1,2};
Sort(array);
for(int i =0;i<array.length;i++){
System.out.print(array[i]+" ");
}
}
publicstatic void Sort(int []array){
for(int i = 0;i<array.length;i++){
for(int j = 0;j<array.length-i-1;j++){
if(array[j]>array[j+1]){
int temp =array[j+1];
array[j+1] = array[j];
array[j] = temp;
}
}
}
}
}
二丶冒泡排序改进思路
上述的原理是冒泡排序算法的基本原理和实现,在某些情况下上述的算法是可以进行某种程度的优化的,比如基本有序的数组{9,1,2,3,4,5,6,7}。对于该数组而言,如果采用原始冒泡排序的话,该语句(array[j]>array[j+1])依然会进行O(n2)的比较。但是我们发现,经过第一次冒泡交换以后,数组就已经有序了,后面的比较都是没有意义的。在这种情况下,可以对冒泡排序进行优化,也就是在基本有序的情况下对冒泡排序进行优化。
- 设置一个标志位flag,在每次冒泡交换之前置flag=false;如果该次冒泡交换没有进行元素交换,则代表数组已经是有序的了,flag=true。结束排序。
public classbubbleSort {
publicstatic void main(String[] args){
int[] array = new int[]{7,6,4,8,9,1,2};
Sort(array);
for(int i =0;i<array.length;i++){
System.out.print(array[i]+" ");
}
}
publicstatic void Sort(int []array){
boolena flag =false;
for(int i = 0;i<array.length;i++){
flag =false;
for(int j = 0;j<array.length-i-1;j++){
if(array[j]>array[j+1]){
false =true;
int temp =array[j+1];
array[j+1] = array[j];
array[j] = temp;
}
}
if(!flag){
break;
}
}
}
}
Reference:
[1] 数据结构与算法 java语言描述版
[2] 原文博客链接