图解Java经典算法冒泡排序的原理与实现

冒泡排序

冒泡排序是一种比较简单的排序算法，我们可以重复遍历要排序的序列，每次比较两个元素，如果他们顺序错误就交换位置，重复遍历到没有可以交换的元素，说明排序完成。

算法原理

• 从第一个元素开始，比较相邻的两个元素，如果第一个大于第二个，则交换它们

• 对每一对相邻的元素做相同的操作，从第一对到最后一对，最终最后一位元素就是最大值

• 对每一个元素重复上述步骤，最后一个除外 

动图演示

算法练习

题目描述： 给定一个无序数组，利用冒泡排序将数组按升序排列。

示例一：

输入: arrs= [5,0,9,3,-1,12]
输出: arrs= [-1,0,3,5,9,12]

示例二：

输入: arrs= [3,5,9,7,2,1]
输出: arrs= [1,2,3,5,7,9]

解题思路：

通过比较相邻的元素，如果前一个比后一个大，则交换位置。

• 第一趟：比较第1个和第2个元素，然后是第2个和第3个比较，这样直到倒数第2个和最后1个，将最大的数移动到最后一位。

• 第二趟：重复上面步骤，将第二大的数交换至倒数第二位。

…

• 每一趟都会将元素中第 n 大的元素交换到倒数第 n 位。

• 一共需要n-1趟。

代码实现：

public class BubbleTest {
   public static void main(String[] args) {
       Integer[] arr = {3,5,9,7,2,1};
       Bubble.sort(arr);
       System.out.println(Arrays.toString(arr));
   }
   //数组排序
   public static void bubblesort(Comparable[] a){
       for (int i = a.length - 1;i > 0;i--){
           for (int j = 0;j < i;j++){
               if (greater(a[j],a[j + 1])){
                   swap(a,j,j + 1);
               }
           }
       }
   }
   //比较 v 是否大于 w
   public static boolean greater(Comparable v,Comparable w){
       return v.compareTo(w) > 0;
   }
   //数组元素交换位置
   private static void swap(Comparable[] a,int i,int j){
       Comparable temp;
       temp = a[i];
       a[i] = a[j];
       a[j] = temp;
   }
}

算法分析

时间复杂度

冒泡排序是一种用时间换空间的排序方法，最坏情况是把顺序的排列变成逆序，或者把逆序的数列变成顺序。在这种情况下，每一次比较都需要进行交换运算。

而对于有n个元素的数列它的比较次数为 (n-1) + (n-2) + &hellip; + 1 = n * (n - 1) / 2；因此它的时间复杂度为O(n^2)。

空间复杂度

冒泡排序的辅助变量只是一个临时变量，不会随数组规模的增大而增大，所以冒泡排序的空间复杂度为O(1)。

来源：https://binaire.blog.csdn.net/article/details/126298003