十大经典排序--冒泡排序及其优化

Posted 2021-06-23 算法和数据结构

冒泡排序思路：

• 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。这步做完后，最后的元素会是最大的数。

• 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。

动画图：

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代码：

 1public void BubbleSort(int[] arr) {
 2    int length = arr.length;
 3    //确定排序趟数
 4    for (int i = 0; i < length - 1; i++) {
 5        //确定比较次数
 6        for (int j = 0; j < length - 1 - i; j++) {
 7            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
 8                //交换
 9                int tmp = arr[j];
10                arr[j] = arr[j + 1];
11                arr[j + 1] = tmp;
12            }
13        }
14    }
15}

优化一：

思路：假设我们现在排序ar[]={1,2,3,4,5,6,7,8,10,9}这组数据，按照上面的排序方式，第一趟排序后将10和9交换已经有序，接下来的8趟排序就是多余的，什么也没做。

所以我们可以在交换的地方加一个标记，如果那一趟排序没有交换元素，说明这组数据已经有序，不用再继续下去。

代码：

 1public void BubbleSort(int[] arr) {
 2    int length = arr.length;
 3    //确定排序趟数
 4    for (int i = 0; i < length - 1; i++) {
 5        //是否发生比较
 6        boolean flag = false;
 7        //确定比较次数
 8        for (int j = 0; j < length - 1 - i; j++) {
 9            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
10                //交换
11                int tmp = arr[j];
12                arr[j] = arr[j + 1];
13                arr[j + 1] = tmp;
14                flag = true;
15            }
16        }
17        //没有发生变化比较 说明已经有序
18        if (!flag) {
19            break;
20        }
21    }
22}

优化二：

思路：优化一仅仅适用于连片有序而整体无序的数据(例如：1， 2，3 ，4 ，7，6，5)。但是对于前面大部分是无序而后边小半部分有序的数据(1，2，5，7，4，3，6，8，9，10)排序效率也不可观

针对这类情况，咱们可以继续优化，即咱们可以记下最后一次交换的位置，后边没有交换，必然是有序的，然后下一次排序从第一个比较到上次记录的位置结束即可

代码：

 1public void BubbleSort(int[] arr) {
 2    int length = arr.length;
 3    int k = length - 1;
 4    int pos = 0;//用来记录最后一次交换的位置
 5    //确定排序趟数
 6    for (int i = 0; i < length - 1; i++) {
 7        //是否发生比较
 8        boolean flag = false;
 9        //确定比较次数
10        for (int j = 0; j < k; j++) {
11            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
12                //交换
13                int tmp = arr[j];
14                arr[j] = arr[j + 1];
15                arr[j + 1] = tmp;
16                flag = true;
17                //更新最后一次比较位置
18                pos = j;
19            }
20        }
21        //没有发生变化比较 说明已经有序
22        if (!flag) {
23            break;
24        }
25        //下一次比较到记录位置即可
26        k = pos;
27    }
28}

时间复杂度：O(n2)，优化后最好能达到O(n)

空间复杂度：O(1)

以上仅是个人思路解法，觉得还不错欢迎点赞关注分享

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