經典排序算法（一）--- 冒泡排序

冒泡排序

冒泡排序（Bubble Sort）是一種簡單直觀的排序算法。它重複地遍歷要排序的數組，依次比較兩個相鄰的元素大小，如果第一個比第二個大，就交換他們兩個。

算法原理

• 比較相鄰的元素。如果第一個比第二個大，就交換他們兩個。
• 對每一對相鄰元素作同樣的工作，從開始第一對到結尾的最後一對。這步做完後，最後的元素會是最大的數。
• 針對所有的元素重複以上的步驟，除了最後一個。
• 持續每次對越來越少的元素重複上面的步驟，直到沒有任何一對數字需要比較。

複雜度及穩定性

平均時間複雜度	最優時間複雜度	最壞時間複雜度	空間複雜度	穩定性
O(N^2)	O(N)	O(N^2)	O(1)	穩定

動畫演示

視頻演示

代碼實現

1. python

   def bubble_sort(_list):
       for i in range(len(_list)-1):
           for j in range(0, len(_list)-1 - i):
               if _list[j] > _list[j+1]:
                   _list[j], _list[j + 1] = _list[j + 1], _list[j]
       return _list
   
   print(bubble_sort([2, 4,3,10,9, 1, 8, 5, 5]))
   # [1, 2, 3, 4, 5, 5, 8, 9, 10]
   

2. java

   static int[] bubbleSort(int[] listData) {
       for (int i = 0; i < listData.length; i++) {
           for (int j = 0; j < listData.length - 1 - i; j++) {
               int temp = listData[j];
               if (listData[j] > listData[j + 1]) {
                   listData[j] = listData[j + 1];
                   listData[j + 1] = temp;
               }
           }
       }
       return listData;
   }
   // 查看輸出
   public static void main(String[] args) {
       int[] test = bubbleSort(new int[]{2, 4,3,10,9, 1, 8, 5, 5});
       for (int i: test) {
           System.out.println(i);
       }
   }
   

算法優化

冒泡排序還有一種優化算法，就是立一個 flag，當在一趟序列遍歷中元素沒有發生交換，則證明該序列已經有序。

1. python

   def bubble_sort(_list):
   	flag = True
       for i in range(len(_list)-1):  
           for j in range(0, len(_list)-1 - i):
               if _list[j] > _list[j+1]:
                   flag = False
                   _list[j], _list[j + 1] = _list[j + 1], _list[j]
           if flag:
               break
       return _list
       
   print(bubble_sort([2, 4,3,10,9, 1, 8, 5, 5]))
   # [1, 2, 3, 4, 5, 5, 8, 9, 10]
   

2. java

   static int[] bubbleSort(int[] listData) {
   	boolean flag = true;
       for (int i = 0; i < listData.length; i++) {
           for (int j = 0; j < listData.length - 1 - i; j++) {
               int temp = listData[j];
               if (listData[j] > listData[j + 1]) {
                   flag = false;
                   listData[j] = listData[j + 1];
                   listData[j + 1] = temp;
               }
           }
           if (flag){
               break;
           }
       }
       return listData;
   }
   // 查看輸出
   public static void main(String[] args) {
       int[] test = bubbleSort(new int[]{2, 4,3,10,9, 1, 8, 5, 5});
       for (int i: test) {
           System.out.println(i);
       }
   }