2023-09-22  阅读(131)
原文作者:李林超 原文地址: https://www.lilinchao.com/archives/530.html

一、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,就像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。

二、演示冒泡排序过程

202309222130343131.png

冒泡排序规则

(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

示例:

    将五个无序的数:3,9,-1,10,-2使用冒泡排序法将其排成一个从小到大的有序数列。

未优化代码

    //3,9,-1,10,-2使用冒泡排序法将其排成一个从小到大的有序数列
    public class BubbleSort {
        public static void main(String[] args) {
            int[] arr = {3,9,-1,10,-2};
            int temp;
            for(int i=0;i<arr.length-1;i++){
                for(int j=0;j<arr.length-1-i;j++){
                    if(arr[j]>arr[j+1]){//交换位置
                        temp=arr[j];
                        arr[j]=arr[j+1];
                        arr[j+1]=temp;
                    }
                }
            }
            System.out.println(Arrays.toString(arr));
        }
    }

运行结果

    [-2, -1, 3, 9, 10]

优化后代码

    //3,9,-1,10,-2使用冒泡排序法将其排成一个从小到大的有序数列
    public class BubbleSort {
        public static void main(String[] args) {
            int[] arr = {3,9,-1,10,-2};
            int temp=0;
            boolean flag=false;
            for(int i=0;i<arr.length-1;i++){
                for(int j=0;j<arr.length-1-i;j++){
                    if(arr[j]>arr[j+1]){//交换位置
                        flag=true;
                        temp=arr[j];
                        arr[j]=arr[j+1];
                        arr[j+1]=temp;
                    }
                }
                if(!flag){
                    break;
                }else {
                    flag=false;
                }
            }
            System.out.println(Arrays.toString(arr));
        }
    }

运行结果

    [-2, -1, 3, 9, 10]

完整代码

    public class BubbleSort2{
    
        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++) {
                arr[i] = (int)(Math.random() * 8000000); //生成一个[0, 8000000) 数
            }
    
            Date data1 = new Date();
            SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
            String date1Str = simpleDateFormat.format(data1);
            System.out.println("排序前的时间是=" + date1Str);
    
            //测试冒泡排序
            bubbleSort(arr);
    
            Date data2 = new Date();
            String date2Str = simpleDateFormat.format(data2);
            System.out.println("排序后的时间是=" + date2Str);
    
            //System.out.println("排序后");
            //System.out.println(Arrays.toString(arr));
    
    
    		/*
    
    		// 第二趟排序,就是将第二大的数排在倒数第二位
    
    		for (int j = 0; j < arr.length - 1 - 1 ; j++) {
    			// 如果前面的数比后面的数大,则交换
    			if (arr[j] > arr[j + 1]) {
    				temp = arr[j];
    				arr[j] = arr[j + 1];
    				arr[j + 1] = temp;
    			}
    		}
    
    		System.out.println("第二趟排序后的数组");
    		System.out.println(Arrays.toString(arr));
    
    
    		// 第三趟排序,就是将第三大的数排在倒数第三位
    
    		for (int j = 0; j < arr.length - 1 - 2; j++) {
    			// 如果前面的数比后面的数大,则交换
    			if (arr[j] > arr[j + 1]) {
    				temp = arr[j];
    				arr[j] = arr[j + 1];
    				arr[j + 1] = temp;
    			}
    		}
    
    		System.out.println("第三趟排序后的数组");
    		System.out.println(Arrays.toString(arr));
    
    		// 第四趟排序,就是将第4大的数排在倒数第4位
    
    		for (int j = 0; j < arr.length - 1 - 3; j++) {
    			// 如果前面的数比后面的数大,则交换
    			if (arr[j] > arr[j + 1]) {
    				temp = arr[j];
    				arr[j] = arr[j + 1];
    				arr[j + 1] = temp;
    			}
    		}
    
    		System.out.println("第四趟排序后的数组");
    		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
            int temp = 0; // 临时变量
            boolean flag = false; // 标识变量,表示是否进行过交换
            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;
                    }
                }
                //System.out.println("第" + (i + 1) + "趟排序后的数组");
                //System.out.println(Arrays.toString(arr));
    
                if (!flag) { // 在一趟排序中,一次交换都没有发生过
                    break;
                } else {
                    flag = false; // 重置flag!!!, 进行下次判断
                }
            }
        }
    
    }

运行结果

    排序前的时间是=2020-02-01 19:25:30
    排序后的时间是=2020-02-01 19:25:42
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