原理:比較兩個相鄰的元素,將值大的元素交換至右端。
思路:依次比較相鄰的兩個數,將小數放在前面,大數放在后面。即在第一趟:首先比較第1個和第2個數,將小數放前,大數放后。然后比較第2個數和第3個數,將小數放前,大數放后,如此繼續,直至比較最后兩個數,將小數放前,大數放后。重復第一趟步驟,直至全部排序完成。
舉例說明:要排序數組:int[]arr={6,3,8,2,9,1};
第一趟排序:
第一次排序:6和3比較,6大于3,交換位置:368291
第二次排序:6和8比較,6小于8,不交換位置:368291
第三次排序:8和2比較,8大于2,交換位置:362891
第四次排序:8和9比較,8小于9,不交換位置:362891
第五次排序:9和1比較:9大于1,交換位置:362819
第一趟總共進行了5次比較, 排序結果: 362819
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第二趟排序:
第一次排序:3和6比較,3小于6,不交換位置:362819
第二次排序:6和2比較,6大于2,交換位置:326819
第三次排序:6和8比較,6大于8,不交換位置:326819
第四次排序:8和1比較,8大于1,交換位置:326189
第二趟總共進行了4次比較, 排序結果: 326189
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第三趟排序:
第一次排序:3和2比較,3大于2,交換位置:236189
第二次排序:3和6比較,3小于6,不交換位置:236189
第三次排序:6和1比較,6大于1,交換位置:231689
第二趟總共進行了3次比較, 排序結果: 231689
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第四趟排序:
第一次排序:2和3比較,2小于3,不交換位置:231689
第二次排序:3和1比較,3大于1,交換位置:213689
第二趟總共進行了2次比較, 排序結果: 213689
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第五趟排序:
第一次排序:2和1比較,2大于1,交換位置:123689
第二趟總共進行了1次比較, 排序結果: 123689
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最終結果:123689
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由此可見:N個數字要排序完成,總共進行N-1趟排序,每i趟的排序次數為(N-i)次,所以可以用雙重循環語句,外層控制循環多少趟,內層控制每一趟的循環次數,即
1
2
3
4
5
6
7
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for ( int i= 1 ;i<arr.length- 1 ;i++){ for ( int j= 1 ;j<arr.length- 1 -i;j++){ //交換位置 } |
冒泡排序的優點:每進行一趟排序,就會少比較一次,因為每進行一趟排序都會找出一個較大值。如上例:第一趟比較之后,排在最后的一個數一定是最大的一個數,第二趟排序的時候,只需要比較除了最后一個數以外的其他的數,同樣也能找出一個最大的數排在參與第二趟比較的數后面,第三趟比較的時候,只需要比較除了最后兩個數以外的其他的數,以此類推……也就是說,沒進行一趟比較,每一趟少比較一次,一定程度上減少了算法的量。
用時間復雜度來說:
1.如果我們的數據正序,只需要走一趟即可完成排序。所需的比較次數和記錄移動次數均達到最小值,即:Cmin=n-1;Mmin=0;所以,冒泡排序最好的時間復雜度為O(n)。
2.如果很不幸我們的數據是反序的,則需要進行n-1趟排序。每趟排序要進行n-i次比較(1≤i≤n-1),且每次比較都必須移動記錄三次來達到交換記錄位置。在這種情況下,比較和移動次數均達到最大值:冒泡排序的最壞時間復雜度為:O(n2)。
綜上所述:冒泡排序總的平均時間復雜度為:O(n2)。
代碼實現:
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/* * 冒泡排序 */ public class BubbleSort { public static void main(String[] args) { int [] arr={ 6 , 3 , 8 , 2 , 9 , 1 }; System.out.println( "排序前數組為:" ); for ( int num:arr){ System.out.print(num+ " " ); } for ( int i= 1 ;i<arr.length;i++){ //外層循環控制排序趟數 for ( int j= 1 ;j<arr.length-i;j++){ //內層循環控制每一趟排序多少次 if (arr[j- 1 ]>arr[j]){ int temp=arr[j]; arr[j]=arr[j- 1 ]; arr[j- 1 ]=temp; } } } System.out.println(); System.out.println( "排序后的數組為:" ); for ( int num:arr){ System.out.print(num+ " " ); } } } |