《糊涂算法》之八大排序——冒泡排序

Posted 2021-10-15 一条coding

📚 八大排序算法合集——两万字，8张动图，450行代码。大厂面试必备。

🌲 配套源码地址：《八大排序》源码，提取码：5ehp

哈喽，大家好，我是一条~

今天给大家带来《糊涂算法》专栏的第二期内容——排序算法的讲解。相信无论是初学者学习还是大厂面试，都少不了排序算法这关，即使没学过算法，对冒泡排序也不会陌生。

今天，一条就带大家彻底跨过「排序算法」这道坎，保姆级教程建议收藏。⭐️

准备

古语云：“兵马未动，粮草先行”。想跟着一条一块把「排序算法」弄明白的,建议先准备好以下代码模板。

📢 观看本教程需知道基本循环语法、两数交换、双指针等前置知识。

📚 建议先看完代码和逐步分析后再尝试自己写。

• 新建一个Java工程,本文全篇也基于Java语言实现代码。
• 建立如下目录结构

• 在MainTest测试类中编写测试模板。

/**
 * 测试类
 * Author：一条
 * Date：2021/09/23
 */
public class MainTest {
    public static void main(String[] args) {
        //待排序序列
        int[] array={6,10,4,5,2,8};
        //调用不同排序算法
				// BubbleSort.sort(array);

        // 创建有100000个随机数据的数组
        int[] costArray=new int[100000];
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            // 生成一个[0,100000) 的一个数
            costArray[i] = (int) (Math.random() * 100000);
        }

        Date start = new Date();
        //过长，先注释掉逐步打印
				//BubbleSort.sort(costArray);
        Date end = new Date();
        System.out.println("耗时："+(end.getTime()-start.getTime())/1000+"s");
    }
}

该段代码内容主要有两个功能：

• 调用不同的排序算法进行测试
• 测试不同排序算法将10w个数排好序需要的时间。更加具象的理解时间复杂度的不同

冒泡排序

基本思想

通过对乱序序列从前向后遍历,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。

像水底下的气泡一样逐渐向上冒一样。

动图讲解

代码实现

不理解的小伙伴可以用debug模式逐步分析。

/**
 * 冒泡排序
 * Author：一条
 * Date：2021/09/23
 */
public class BubbleSort{
    public static int[] sort(int[] array){
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array.length-1; j++) {
              //依次比较，将最大的元素交换到最后
                if (array[j]>array[j+1]){
                  // 用临时变量temp交换两个值
                    int temp=array[j];
                    array[j]=array[j+1];
                    array[j+1]=temp;
                }
            }
          //输出每一步的排序结果
            System.out.println(Arrays.toString(array));
        }
        return array;
    }
}

输出结果

逐步分析

1. 初始数组：[6,10,4,5,2,8]
2. 6拿出来和后一个10比较，6<10，不用交换。- > j++;
3. 10拿出来和后一个4比较,10>4,交换。- > [6,4,10,5,2,8]
4. 依次执行j++与后一个比较交换。
5. 第一层i循环完，打印第一行- > [6, 4, 5, 2, 8, 10]，此时最后一位10在正确位置上。 - > i++
6. 从4开始，继续比较交换，倒数第二位8回到正确位置。
7. 如上循环下去 - > ……
8. 最终结果 - > [2, 4, 5, 6, 8, 10]

这时再回去看动图理解。

耗时测试

记得先注释掉排序类逐步打印代码。

时间复杂度：O(n^2)

算法优化

优化点一

外层第一次遍历完，最后一位已经是正确的，j就不需要再比较，所以结束条件应改为j-i-1;。

优化点二

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。

优化代码

public static int[] sortPlus(int[] array){
        System.out.println("优化冒泡排序开始----------");
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            boolean flag=false;
            for (int j = 0; j < array.length-i-1; j++) {
                if (array[j]>array[j+1]){
                    flag=true;
                    int temp=array[j];
                    array[j]=array[j+1];
                    array[j+1]=temp;
                }
            }
            if (flag==false){
                break;
            }
//            System.out.println(Arrays.toString(array));
        }
        return array;
    }

优化测试

通过基础测试看到当序列已经排好序，即不发生交换后终止循环。

耗时测试由27s优化到17s。

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