如何给面试官写一个满意的冒泡排序

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了如何给面试官写一个满意的冒泡排序相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

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作者 | 小鹿

来源 | 一个不甘平凡的码农


对于冒泡排序,很多小伙伴已经可以说很熟悉了,顺手就可以写出来,但对于一个初学者来说,小鹿想通过这篇文章,让你一次性就理解冒泡排序以及冒泡排序的优化,就不用去翻看其他文章了。


记得之前一个读者和小鹿说去面试的时候,面试官让写一个冒泡排序,也写出来了,最后去没有通过面试。其实他的冒泡排序没有进行优化的,这也不是重点。


在学数据结构和算法我有一个重大的发现,也包括我自己前期刚接触数据结构,对于一些排序算法都是去背加理解,但是这个理解呢,如果没有很深刻的理解,在手写代码的时候容易乱,所以呢,要想快速、正确、给面试官一个满意的冒泡排序,就跟着小鹿学起来吧。


1

什么是冒泡排序?


冒泡排序,顾名思义,那就是冒泡呗。我们最先想到的是鱼在水里的冒泡的过程。“没见过鱼!”,好吧,那就让你见识一下鱼吐泡泡,哈哈!

如何给面试官写一个满意的冒泡排序

我们可以在图中可以发现,鱼吐的泡泡离水面越近,他的泡泡就会越大,其实我们的冒泡排序和鱼吐泡泡的原理是一模一样子的。


2

设计一个冒泡排序


如果你是设计冒泡排序的人,你打算怎么根据鱼吐泡泡的原理去设计呢?那今天我们就假设自己是设计冒泡排序的人,如何设计一个冒泡排序?


我们在鱼吐泡泡中发现的规律是,每次冒泡最大的会在最上边(离进水面),所以我们也要使得一组数据的最大值放在最上方。所给的原始数据如下:

如何给面试官写一个满意的冒泡排序

为了我们好理解,我们把数组竖起来。

如何给面试官写一个满意的冒泡排序


基本的目标我们确认了,就是让最大的数字放在数组的最尾部(我们可以想象把数组立起来,尾部在上,数组头部在下)。既然最大的放在上边,那怎么在一组数据中寻找最大值,然后放到最顶端。上边的数据就会变成下边这个样子(8位于最上边):

如何给面试官写一个满意的冒泡排序

如果我们从底部开始,前两个数据作对比,如果上边的数据大于下边的数据,就用这个上边的数字去和它上边的数字比较大小。如果下边的数字大于上边的数字,那我们就将这两个数字交换位置。以此类推,这样一组下来之后,这组数据的最大值就跑到了最上方(数组尾部),这个过程是怎么样子的呢?如下动画:


如何给面试官写一个满意的冒泡排序

闪烁代表比较,放大为两个数最大值


每寻找一次最大值,就要从剩余的数据中寻找最大值依次放置到顶部。


我们看到上方的一组冒泡下来之后,8位于最上方了,然后将剩余的数据再进行冒泡,同样的冒泡过程。


假设 n 个数据,当冒泡 n - 1 次之后,所有的数据就已经排序完成了。


3

冒泡排序优化


我们会发现我们设计的冒泡排序中存在一个问题就是,如果这组数据已经是排好序的,如果我们还在上边所说的一样,每个数据都要进行一次冒泡,此时的性能效率会非常低下,所以我们对设计的冒泡排序进行一次优化。


如何优化呢?我们可以加一个判断,如果我们第一组数据冒泡的过程中没有数据交换,此时数据已经是有序的了,然后直接返回在这组数据就可以了,没必要再向下继续冒泡。


4

手写冒泡排序


 1/**
2 * 时间:2019/3/14 
3 * 功能:冒泡排序
4 * @param a:数组
5 * @param n:数组的大小
6 * 边界条件:
7 * 1) 判断数组是否有数据
8 * 算法思路:
9 * 1)外循环 for 需要 n 个数据 n 次冒泡
10 * 2)内循环每次冒泡的比较次数,每冒泡比较次数都 -1
11 * 3)冒泡优化
12 */

13var flag = false;
14const bubblesort = (a) =>{
15    if(a.length < 1return;
16    for(let i = 0;i < a.length;i++){
17        for(let j = 0;j < a.length-1-i;j++){
18            if(a[j]>=a[j+1]){
19                let temp = a[j];
20                a[j] = a[j+1];
21                a[j+1] = temp;
22                flag = true;
23            }
24        }
25        if(!flag){
26            break;
27        }
28    }
29}



5

冒泡排序性能


对于冒泡排序的性能的话,分析性能我么你主要从两方面入手,第一个是时间复杂度,另一个是空间复杂度。


5.1时间复杂度


在时间复杂度上,我们看效率,我们如果一次数据查找最大值的过程是需要交换 n - 1 次, n 个数据,需要进行 n - 1 次冒泡过程。所以时间复杂度为 (n-1)² = n² - 2n + 1 ,省略掉系数和低阶,所以时间复杂度为 O(n²)。


我们还有一种情况就是数据已经是排好序了,所以冒泡一次就可以了,时间复杂度是  O(n)。这是最好时间复杂度,但是总的来说,这种情况非常少,所以呢,冒泡排序的时间平均时间复杂度为 O(n²)。


5.2 空间复杂度


空间复杂度我们重点看什么?空间复杂度我们主要看额外利用的空间,比如我们在冒泡的过程中,涉及到数据交换,交换时需要申请临时的空间,它是常量级别的,其他不需开辟要额外的内存空间,所以空间复杂度为 O(1)。


6

小结


今天我们主要分享了冒泡排序,它是什么,而且我们通过鱼吐泡泡的原理,自己设计了一下冒泡排序,加深了对冒泡排序的整个过程的理解。然后我们也分解了手写冒牌排序的过程,还有冒泡的优化,让我们在面试中给面试官一个满意的冒泡排序。


通常在面试中,冒泡排序最主要的是不但写出主要过程,还要考虑到冒泡排序的优化过程,很多的应聘者往往会忽略这一点,你一定不要忘记哦!

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