基本算法:冒泡排序算法

基本算法:冒泡排序算法

冒泡算法简介

冒泡算法(Bubble Sort),是一种比较简单的排序算法。其排序逻辑是:重复访问需要排序的元素列,依次比较两个相邻的元素,如果顺序(如从大到小首字母从A到Z)有误,就会对元素进行位置交换,重复该过程直到没有相邻的元素需要进行交换。
算法的名称是因为经过该算法排序后,越小的元素会经过交换会像泡泡一样慢慢浮动到数列的顶端,故此得名冒泡算法。

算法排序详解

假设有数组【1,6,3,5,2】,我们使用从小到大进行的方式进行冒泡排序。

第一趟排序:

  1. 1与6相比,1小于6,位置不变。【1,6,3,5,2】
  2. 6与3相比,6大于3,交换位置。【1,3,6,5,2】
  3. 6与5相比,6大于5,交换位置。【1,3,5,6,2】
  4. 6与2相比,6大于2,交换位置。【1,3,5,2,6】

第二趟排序:

  1. 1与3相比,1小于3,位置不变。【1,3,5,2,6】
  2. 3与5相比,3小于5,位置不变。【1,3,5,2,6】
  3. 5与2相比,5大于2,交换位置。【1,3,2,5,6】

第三趟排序:

  1. 1与3相比,1小于3,位置不变。【1,3,2,5,6】
  2. 3与2相比,3大于2,交换位置。【1,2,3,5,6】

分析

  • 冒泡排序每排序一趟,就会少比较一个数据。因为每一次排序都会将较大值进行下标后移,第一趟排排序,找出最大值,第二趟排序找出次大值。比较到最后,需要比较的数据越来越少。N个长度的数据要进行冒泡排序,要进行N-1趟排序,第i趟的排除次数为N-i-1次(因为每一趟就会少比较一个数据)。

复杂度分析

下面我们来分析下冒泡排序的时间复杂度和空间复杂度。

时间复杂度:

  • 最好的情况:数据本身已经排序完毕,那就不用元素交换。仅需n-1次即可完成排序,时间复杂度是O(n)。
  • 最坏情况:数据是逆序排列,所以我们要全部重新排序一次。对于n位的数列则有比较次数为 (n-1) + (n-2) + ... + 1 = n * (n - 1) / 2=O(n^2)。
  • 平均复杂度:O(n^2)

空间复杂度:该算法的所消耗的存储空间。

  • 最好情况:数据本身有序,不会用到临时变量,则复杂度为0。
  • 最差情况:数据逆序排序,每次都会使用到临时变量。复杂度为O(n)。
  • 平均复杂度:O(1)。

Java代码实现

package top.enjoyitlife.bubble;

import java.util.Arrays;

/***
* @ClassName: BubbleAlgorithm 
* @Description: 冒泡排序算法
* @author MegaSlark 
 */
public class BubbleAlgorithm {
    public static void main(String[] args) {
        int[] nums=new int[] {1,2,3,6,7};
        BubbleAlgorithm ba = new BubbleAlgorithm();
        ba.bubbleSort(nums);
        System.out.println(Arrays.toString(nums));
    }

    /****
     * 冒泡排序 正序 有小到大
     * @param nums
     */
    public void bubbleSort(int[] nums) {
        if(null==nums||nums.length<1) {
            return;
        }
        int length=nums.length;
        //数组下标从0开始,比较趟数为数组长度减1
        for(int i=0;i<length-1;i++) {
            //是否需要全部循环标识
            boolean flag=true;
            //length-1的原因同上,多减i是因为不需要比较的数据为i个。每次冒泡都会找出一个不许要再次比较的数。
            for( int j=0;j<length-1-i;j++) {
                // 控制冒泡方向 倒序还是正序
                int temp=0;
                if(nums[j]  >  nums[j+1]) {
                    temp=nums[j];
                    nums[j]=nums[j+1];
                    nums[j+1]=temp;
                    flag=false;
                }
            }
            if(flag) {
                break;
            }
            
        }
    }
}

以上就是冒泡排序的接受及代码示例,希望对你有所帮助。

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