冒泡排序算法详解

Posted 2021-04-07 java架构师进阶之路

前言

十大排序算法可以说是每个程序员都必须得掌握的了，也是面试中最常考察的知识点之一。

这十大排序算法包括：选择排序、插入排序、冒泡排序、希尔排序、归并排序、快速排序、堆排序、计数排序、桶排序、基数排序。

今天主要讲解冒泡排序，其他算法后续更新。

术语铺垫

有些人可能不知道什么是稳定排序、原地排序、时间复杂度、空间复杂度，我这里先简单解释一下：

1、稳定排序：如果 a 原本在 b 的前面，且 a == b，排序之后 a 仍然在 b 的前面，则为稳定排序。

2、非稳定排序：如果 a 原本在 b 的前面，且 a == b，排序之后 a 可能不在 b 的前面，则为非稳定排序。

3、原地排序：原地排序就是指在排序过程中不申请多余的存储空间，只利用原来存储待排数据的存储空间进行比较和交换的数据排序。

4、非原地排序：需要利用额外的数组来辅助排序。

5、时间复杂度：一个算法执行所消耗的时间。

6、空间复杂度：运行完一个算法所需的内存大小。

正文

冒泡排序定义为：在一个数组中，把第一个元素与第二个元素比较，如果第一个比第二个大，则交换他们的位置。接着继续比较第二个与第三个元素，如果第二个比第三个大，则交换他们的位置....

我们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，这样一趟比较交换下来之后，排在最右的元素就会是最大的数。

除去最右的元素，我们对剩余的元素做同样的工作，如此重复下去，直到排序完成。

读完上面的话，可能很多依然比较疑惑。

我们把内容简化，简化为把物体大小按照从小到到大的顺序进行排列：

起始时，左下标指向第一个圆，右下标指向第二个圆，然后比较。

然后左右下标同时向右移动，再次进行比较。

这样一来，每次比较完，右下标指向的圆就是已经比较过的圆中的最大面积的。

按照上面逻辑，这一趟下来所有圆中最大的就跑到最右边了。

这是第一趟排序，经过这趟排序之后，最大的就在最右边了，也就是排好序了，那么接下来就从剩下的三个圆中选最大的了，规则就和上面的一样了。

那么：

如果有 N 个圆，称从左到右找最大为一趟，那么要排好序需要多少趟？

答案是需要N-1次，因为如果因为N-1个数都排好了，那么最后一个数也就不用排了。

逻辑分析完了，那么代码实现为：

冒泡排序算法的所有内容

以上。