【Java數據結構與算法】冒泡排序

冒泡排序

基本介紹

冒泡排序（Bubble Sorting）的基本思想是：通過對待排序序列從前向後（從下標較小的元素開始），以此比較相鄰元素的值，若發現逆序則交換，數值較大的元素逐漸從前移後部，就像水底下的氣泡一樣逐漸向上冒。
因爲排序的過程中，各元素不斷接近自己的位置，如果一趟比較下來沒有進行過交換，就說明序列有序，因此要在排序過程中設置一個標誌flag判斷元素是否進行過交換。從而減少不必要的比較。

冒泡排序算法的過程

原始數組：3，4，2，5，1
第一次排序
（1）：3，4，2，5，1//如果相鄰的元素逆序就交換
（2）：3，2，4，5，1
（3）：3，2，4，5，1
（4）：3，2，4，1，5
最大的 “氣泡” 5已經被確定下來了

第二次排序
（1）：2，3，4，1，5
（2）：2，3，4，1，5
（3）：2，3，1，4，5
第二大的 “氣泡” 4也被確定下來了

第三次排序
（1）：2，3，1，4，5
（2）：2，1，3，4，5
第三大的 “氣泡” 3也被確定下來

第四次排序
（1）：1，2，3，4，5
第四大的 “氣泡” 2也被確定下來

小結冒泡排序規則：

1. 一共進行數組的大小-1次大的循環。
2. 每次排序的次數在逐漸減少。
3. 如果我們發現在某次排序種，沒有發生一次交換，可以提前結束冒泡排序。

代碼實現

package sort;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

public class BubbleSort {
    public static void main(String[] args) {
        //int[] arr = {3,4,2,5,1};
        //初始數組
        //System.out.println("最開始的數組爲：" + Arrays.toString(arr));
        //測試冒泡排序
        //bubbleSort(arr);
        //輸出排序後的數組
        //System.out.println("排序後的數組爲：" + Arrays.toString(arr));

        //測試冒泡排序速度O(n^2)，給80000個數據，測試
        //創建一個80000個隨機的數組
        int[] arr = new int[80000];
        for (int i = 0;i < 80000;i ++) {
            //會生成一個[0，800000]的數
            arr[i] = (int)(Math.random() * 800000);
        }
        //System.out.println("最開始的數組爲：" + Arrays.toString(arr));
        Date date1 = new Date();
        SimpleDateFormat simpleDateFormat1 = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        String date1Str = simpleDateFormat1.format(date1);
        System.out.println("排序前的時間：" + date1Str);
        //測試冒泡排序
        bubbleSort(arr);
        Date date2 = new Date();
        String date2Str = simpleDateFormat1.format(date2);
        System.out.println("排序後的時間：" + date2Str);
    }
    //冒泡排序方法
    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        // 爲了容易理解，我們把冒泡排序的演變過程，給大家展示
        //第一次排序，就是將最大的數排在最後
        //冒泡排序的時間複雜度爲O(n^2)，for嵌套
        //臨時變量
        int temp = 0;
        //標識變量，表示是否進行過交換
        boolean flag = false;
        for (int i = 0;i < arr.length - 1;i ++) {
            for (int j = 0;j < arr.length - 1 - i;j ++) {
                //如果前面的數比後面的數大，則交換
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    flag = true;
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
            //在一次排序中，一次交換都沒有發生過
            if (flag == false) {
                break;
            } else {
                //重置flag繼續進行循環排序
                flag = false;
            }
        }
    }
}

筆記源自：韓順平數據結構與算法