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标题: 排序算法之冒泡排序 [打印本页]

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作者: 1047521767    时间: 2021-10-29 20:30
标题: 排序算法之冒泡排序
                                                            排序算法之冒泡排序
了解冒泡排序是什么！
知道冒泡排序的思路
& K6 ]; Y; a( w. F知道实例代码并且练习
有收获记得帮忙点个赞，有问题请指出。
一、冒泡排序基本介绍
2 m* w* Q, w1 L/ f( B# C8 b1、冒泡排序（Bubble Sorting）的基本思想是：通过对待排序序列从前往后（从下标较小的元素开始）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往后移动，就像水底的气泡一样向上冒出。
1 W: A4 u! X# Q/ n" c

2、冒泡排序的优化思路
0 B5 u3 i3 I! d0 P$ z- b. U' d因为排序的过程中，各个元素不断接近自己的位置，如果一趟比较下来没有进行交换，就说名顺序有序 ，因此要在排序过程中设置一个标志flag判断元素是否进行交换，从而减少不必要的比较。
/ W) |: R# O9 J( l

3、冒泡排序的图解思路
: e$ x2 v/ X: n! u; K5 J2 E5 g! e

其实就是两个指针，移动来进行判断，然后如此循环进行比较 ，具体思路大致如下：
. z1 H8 v0 ^2 q% N4 e
& Q# F+ f2 N- a1 _6 Q# z
第一轮循环得到最大值
第二轮循环得到第二大值
第三轮循环得到第三大值
第四轮循环得到第四大值
总的要进行数组大小减1的词循环

  D4 @% ?+ G( C8 f2 x% _/ h8 u
& L& W" I/ U2 V& \( W1 A- k' M+ q二、冒泡排序代码实现package cn.mldn;


# J! u/ R( A- l! g" yimport java.util.Arrays;


! K+ N9 R/ L$ [3 {. R" t% epublic class BubbleSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {3,9,-1,10,-2};
0 t% `; T: L2 K; N( t        //大致过程
        //1、第一步就是第一轮排序得到最大值于最后
        //  for (int i = 0; i < arr.length - ; i++) {
% I# _4 `8 x* _9 ]8 @% r2 I* r        //            //如果前面的数比后面的数大，则交换
! c4 g# g# A. @9 x6 F) x        //            if (arr > arr[i+1]) {
        //                temp = arr;
0 x' w  y1 t% W; u* x        //                arr = arr[i + 1];
1 g( Q- U, f% N. E# }0 Q! N        //                arr[i + 1] = temp;
/ U+ ]0 @7 K0 p2 ^" t        //            }
        //        }
1 D" R& U& v, _' f( l        //2、第二糖就是把倒数第二大的排到倒数第二位
2 E$ H  A$ m4 e( A7 P2 [        //  for (int i = 0; i < arr.length - 1 - 1; i++) {
        //            //如果前面的数比后面的数大，则交换
' W5 [! T3 F. y2 k* }: P        //            if (arr > arr[i+1]) {
. C1 B8 Q  L2 H  f" E        //                temp = arr;
        //                arr = arr[i + 1];
        //                arr[i + 1] = temp;
        //            }
3 q9 N7 p- F  x        //        }
        //3、第三糖排序，以此内推
2 T- S7 P7 f4 a4 w1 u: R) H7 ]2 n1 h        //for (int i = 0; i < arr.length - 1 - 1 - 1; i++) {
        //            //如果前面的数比后面的数大，则交换
        //            if (arr > arr[i+1]) {
        //                temp = arr;
- p- t" S4 o+ ~! A0 L- J2 E; {7 a        //                arr = arr[i + 1];
! J$ h2 |7 ]6 F4 R# L* N) e        //                arr[i + 1] = temp;
        //            }
        //        }
        //4、第四次排序，以此内推
3 Q& U# X4 r) Q' m        //for (int i = 0; i < arr.length - 1 - 1 - 1 - 1 i++) {
6 b. i. u0 [3 o# M" y+ m" [        //            //如果前面的数比后面的数大，则交换
/ Y; k5 q. Z1 b: @5 E        //            if (arr > arr[i+1]) {
        //                temp = arr;
        //                arr = arr[i + 1];
        //                arr[i + 1] = temp;
# c4 w7 H( b, }  d( k        //            }
+ j" D' o: ^/ A        //        }
        int temp = 0;//零时变量，用来将最大的数值排在最后
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
% ^2 E% z6 k: x            //如果前面的数比后面的数大，则交换
; D/ ?4 }6 M8 R3 P/ c% R  x            if (arr > arr[i+1]) {
& m3 Q  b2 `/ k/ h, k                temp = arr;
                arr = arr[i + 1];
                arr[i + 1] = temp;
& b6 b( ?6 E' c* Z- b! b' X            }
        }

' o. K5 w8 z" ?6 p. P3 _& Q! X1 ^
  M1 H( p2 k: {: U) f: _! G$ y& E        for (int i = 0; i < arr.length - 1 - 1; i++) {
            //如果前面的数比后面的数大，则交换
2 Q" G0 r0 y2 X            if (arr > arr[i+1]) {
                temp = arr;
                arr = arr[i + 1];
0 C% K4 d6 i( ^# X8 `                arr[i + 1] = temp;
            }
        }

, n4 Y; Y; X  a1 f+ ~
        for (int i = 0; i < arr.length - 1 - 1 - 1; i++) {
            //如果前面的数比后面的数大，则交换
& }* T; d# l, H3 v2 @+ j            if (arr > arr[i+1]) {
* U. y5 D4 G  U( v( D7 w2 a# o                temp = arr;
( Z0 [) L3 J- M; c. o  _  k                arr = arr[i + 1];
                arr[i + 1] = temp;
            }
        }
: V4 n. y1 e3 b5 o8 m& Q9 p; l

        for (int i = 0; i < arr.length - 1 - 1 -1 - 1; i++) {
            //如果前面的数比后面的数大，则交换
5 K# ]0 Q; X* l) @2 b- U            if (arr > arr[i+1]) {
                temp = arr;
6 L* x+ r7 O! ^                arr = arr[i + 1];
- T" c: Z1 s- b* ^: b/ [  P; c                arr[i + 1] = temp;
: @( H" y1 i! x. y            }
        }

0 H% I. y' G# M$ `. {) L/ n" \/ i8 h2 V
2 n4 o6 d- w  f. h        System.out.println("hello " + Arrays.toString(arr));
' w! E) K9 j+ D. h! g4 }        //------------------------------------------------------------------------------------
        //根据上面的观察可以知道了撒，可以再用一套循环解决
6 o0 P* E. @! E( T
0 o1 m! H0 ]+ w6 _. O# B1 k1 I

$ Y! b' x* d- ]$ P2 g2 Z9 [1 H
        //好好理解一下、由此可知，他的时间复杂度为O(n*n)
, {0 b) q' b4 J2 S' l# j" X        for (int j = 0; j < arr.length - 1; j++) {
* s& v8 w) u: E$ n+ Z            for (int i = 0; i < arr.length - 1 - j; i++) {
                //如果前面的数比后面的数大，则交换
1 ]; Q3 V- p4 t  p                if (arr > arr[i+1]) {
- K' B1 D7 k3 V, X0 k" y) W/ K( v                    temp = arr;
                    arr = arr[i + 1];
$ }- {  n2 d- N! E+ {7 U& ?! p  a                    arr[i + 1] = temp;
                }
3 a9 @* D# m- ^* n8 z+ Z' G            }
        }
% I. n1 H* x$ {, e% I    }
}
三、冒泡排序的优化

1、思路
如果我们发现在某一糖过程中，没有进行一次交换，提前终止
" E) s* N% e' ^* `2、代码实现

package cn.mldn;
- {$ i7 q8 U( V- C6 T7 J- A( x
3 Q* I, e' w- ^: d
import java.util.Arrays;

4 i, ?& q0 q, S/ S9 B1 c4 x2 o
public class BubbleSort {
    public static void main(String[] args) {
* t/ W; f6 J( F        int[] arr = {3,9,-1,10,-2};
; O7 T$ f& O5 z9 l        //大致过程
        //1、第一步就是第一轮排序得到最大值于最后
        //  for (int i = 0; i < arr.length - ; i++) {
( m- x0 Z) O7 F8 {        //            //如果前面的数比后面的数大，则交换
" x1 ^+ q3 z. h* h# b  G  ?) C) q        //            if (arr > arr[i+1]) {
6 w$ C! H* J$ @# H3 q, b7 S5 a        //                temp = arr;
        //                arr = arr[i + 1];
- Y: T/ Y+ \+ t% w        //                arr[i + 1] = temp;
- F/ A/ |9 m/ I! b1 e; v        //            }
        //        }
        //2、第二糖就是把倒数第二大的排到倒数第二位
        //  for (int i = 0; i < arr.length - 1 - 1; i++) {
, Z7 e8 L9 |1 |; [3 Q        //            //如果前面的数比后面的数大，则交换
$ u7 a- C5 a: d5 X+ j! ?        //            if (arr > arr[i+1]) {
        //                temp = arr;
        //                arr = arr[i + 1];
4 C$ k0 W3 h( O% b        //                arr[i + 1] = temp;
' O2 S2 q: b* u: |) L  W        //            }
* G) u9 n3 k, k, _) x        //        }
6 Z* `% W3 x2 }        //3、第三糖排序，以此内推
        //for (int i = 0; i < arr.length - 1 - 1 - 1; i++) {
( O2 z8 G" @5 o3 r% h4 i/ U5 c+ C        //            //如果前面的数比后面的数大，则交换
, }- ]* N' ~) ^* y1 x/ b+ N  e4 p        //            if (arr > arr[i+1]) {
        //                temp = arr;
        //                arr = arr[i + 1];
        //                arr[i + 1] = temp;
; Q# u: y. g, x; Q* `5 i        //            }
        //        }
5 T8 S* L, a: [, A6 S        //4、第四次排序，以此内推
; z# m3 L% o4 E        //for (int i = 0; i < arr.length - 1 - 1 - 1 - 1 i++) {
        //            //如果前面的数比后面的数大，则交换
5 M2 y$ _  I& u+ k        //            if (arr > arr[i+1]) {
7 ?4 L, }, |7 ?        //                temp = arr;
/ X' V( u2 s% Q0 O        //                arr = arr[i + 1];
8 ?2 U/ y9 q1 {. o        //                arr[i + 1] = temp;
        //            }
- g1 h7 A) T0 O7 W1 E! N6 Q: v        //        }
        /*int temp = 0;//零时变量，用来将最大的数值排在最后
$ ?" T) q, n" s) D8 C# S        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
# j/ v2 @- |- Q% ~, c% x3 o            //如果前面的数比后面的数大，则交换
            if (arr > arr[i+1]) {
                temp = arr;
                arr = arr[i + 1];
. s' t: g" R  h( |                arr[i + 1] = temp;
4 r4 q$ f: w2 q4 O            }
4 o6 ?! R3 w1 ?5 N5 l) X3 M! x6 F        }


        for (int i = 0; i < arr.length - 1 - 1; i++) {
- K& k( w) t+ L9 G            //如果前面的数比后面的数大，则交换
9 F# h; K! L* i/ m            if (arr > arr[i+1]) {
$ f% i  r& Q' r9 Z* f& W) E' B                temp = arr;
                arr = arr[i + 1];
9 j- k% E0 o1 {. g) N: _* @                arr[i + 1] = temp;
1 Y* _$ B& R7 ~  e4 s* n            }
        }
4 j1 l7 _; k. t
3 ^" D- G2 @; }8 c6 `! k
        for (int i = 0; i < arr.length - 1 - 1 - 1; i++) {
* a7 B% P9 q: v9 s            //如果前面的数比后面的数大，则交换
' L( a6 [  z! I2 o            if (arr > arr[i+1]) {
. h& j8 a4 m7 z' h  s3 S+ K                temp = arr;
                arr = arr[i + 1];
5 @$ |* W: K0 O( g& |. ^                arr[i + 1] = temp;
0 Z; b3 K2 K, V            }
        }

+ q, y# I" k7 G: M: x
( v: O2 \6 C* g$ v        for (int i = 0; i < arr.length - 1 - 1 -1 - 1; i++) {
            //如果前面的数比后面的数大，则交换
            if (arr > arr[i+1]) {
                temp = arr;
                arr = arr[i + 1];
2 {% b: s: @6 I0 `                arr[i + 1] = temp;
7 |2 x  _  x5 j: ^+ F4 ~1 ~! D            }
        }*/


        System.out.println("hello " + Arrays.toString(arr));
9 ]9 D) |- z! S: G        //------------------------------------------------------------------------------------
  U' A) k$ _: m8 _1 t# E        //根据上面的观察可以知道了撒，可以再用一套循环解决
0 B, U5 S+ Z2 D- n! r3 B* ~
* q9 c. G( X, a3 l  n  E- d$ @( ]


/ w& Z3 X7 j, Z" J; F5 o; }- x# C
4 i2 b, K1 o8 T4 z9 E& u
8 M: l/ K1 {7 Q' J4 \        //好好理解一下、由此可知，他的时间复杂度为O(n*n)
/ y8 f" j& t; H: |. n" D4 v! l, x        int temp = 0;
" j' C# O4 m$ d. R# b$ k5 \  s
5 F1 A# G" X! J' X* \# ~( ~1 H
        boolean flag = false;
' h5 Y# }! m( }) v9 ~/ R        for (int j = 0; j < arr.length - 1; j++) {
            for (int i = 0; i < arr.length - 1 - j; i++) {
# B- u. c; T, y, C                //如果前面的数比后面的数大，则交换
$ |+ Q9 K4 n  M% w0 T: l# t                if (arr > arr[i+1]) {
                    flag = true;//在这里把flag值为true
4 Z* d5 E# J2 _) S: Z                    temp = arr;
                    arr = arr[i + 1];
3 k$ Y0 _0 y9 |                    arr[i + 1] = temp;
                }
6 R2 T  G* w2 X7 _$ ?. q            }
3 ^2 i- @3 W* T* v# w4 ^            //在内部循环的时候进行查询
! {; Z- b5 U; h. p* W' N( T9 z8 o            if (!flag) {//说明在第一趟排序过程中一次交换都没有发生。
                break;
7 \7 c+ u, t* H            } else {
: |" w8 |) i% I; c* c# ~/ d                flag = false;//没有这个就是执行一遍就没了，要让他进行下次继续
6 R3 Q6 D  K" F" f/ F            }
- ]+ u* t& {6 ?1 C        }
2 r  [1 W* J/ v* E4 b! U
3 S  ^/ T" N' p. n% K$ D) ~5 T2 u. p
        System.out.println("world " + Arrays.toString(arr));
* J0 n0 D; [5 l% i% D2 n    }
}
四、将上面的代码封装为一个方法
public class BubbleSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {3,9,-1,10,-2};

' [4 X- f  Y* _" n
& r. ]3 T" c% }, e! U        bubbleSort(arr);
9 J1 ^4 y0 L4 C' ]% q        System.out.println("world " + Arrays.toString(arr));
) |5 k: S# s" J3 ?8 H$ A( _    }

8 U6 L0 N# D4 t$ S% L, c; l
0 X- h0 X2 S5 o, C2 v/ S% J    public static void bubbleSort(int[] arr) {
$ q' H# {  k1 T* x6 Y: t6 a: s        //好好理解一下、由此可知，他的时间复杂度为O(n*n)
        int temp = 0;


        boolean flag = false;
        for (int j = 0; j < arr.length - 1; j++) {
7 ^# M9 j! }# h            for (int i = 0; i < arr.length - 1 - j; i++) {
                //如果前面的数比后面的数大，则交换
                if (arr > arr[i+1]) {
                    flag = true;//在这里把flag值为true
                    temp = arr;
  |; E1 x; X, H; A7 P7 Q                    arr = arr[i + 1];
                    arr[i + 1] = temp;
                }
& ?2 w" z8 p% j            }
: ?  G% i  [% [$ Y0 S            //在内部循环的时候进行查询
% k: G! Y. ]7 K5 k; n3 q            if (!flag) {//说明在第一趟排序过程中一次交换都没有发生。
# S/ l" ^0 M5 B% \. v3 I* m                break;
            } else {
                flag = false;//没有这个就是执行一遍就没了，要让他进行下次继续
( g$ o! r* O2 h" @+ v) f1 |            }
4 P/ |' Q1 E2 D, O: V% p: w" _8 T- T        }
5 o7 G0 \: u/ b( y: r- ?    }
+ I9 C  x. G7 S7 t$ g}
五、测试一下冒泡排序的时间复杂度

1、代码是实现

import java.text.SimpleDateFormat;
; \% a6 W& I& t* L* i( fimport java.util.Arrays;
6 x, P. [$ \5 X* cimport java.util.Date;
  Q! q3 d3 F. g9 d; G+ M9 @/ n
) z2 i9 I6 ^. T" n5 v  w9 y6 b
' o+ @" ]9 Q5 qpublic class BubbleSort {
    public static void main(String[] args) {
0 b* i! |5 E* {        //1、创建80000个数据来测试一下我们的性能
2 n7 V8 ]0 \" \: c        int[] arr = new int[80000];
6 d  C2 g( d- e; t        for (int i = 0; i < 80000; i++) {
4 g2 w0 a; c  S2 y; s9 [9 A- V            arr = (int)(Math.random()*80000);//生成0到80000的数
. _# r7 ?7 G; I( m9 P4 u        }
) D7 {8 I& ?' C' z. l& x5 C/ Y        //2、输出时间
* `& \7 w4 I8 N2 h  X! L7 Q, H" c5 S5 ~        Date date1 = new Date();
3 }2 H. `/ A! _( Z& ^+ ^        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-mm-dd HH:mm:ss");//格式化
        String date1Str = simpleDateFormat.format(date1);
        System.out.println("排序前的时间" + date1Str);
        bubbleSort(arr);
        Date date2 = new Date();
8 u7 U& n$ J5 L- X1 X3 N2 n$ E        String date2Str = simpleDateFormat.format(date2);
+ J$ c2 m& @3 M. B1 H* G        System.out.println("排序后的时间" + date2Str);
7 [6 b7 K% I; K, e# T

# e/ `2 v/ \) z8 V$ _
( x5 N4 g! {3 Q
2 K1 M' S0 m6 T! P+ Y* W3 e    }

  _  ^. h) d2 x( a/ R) U- J. r
% q0 J: w4 e+ P8 \( U. A    public static void bubbleSort(int[] arr) {
0 x, U4 x* h! s6 |        //好好理解一下、由此可知，他的时间复杂度为O(n*n)
        int temp = 0;
8 L, ?9 {" l! {1 o$ Y# I) S4 d  f
# c/ D4 F1 |# j. I
8 Z. ?/ Q/ N+ f' a, i        boolean flag = false;
, @. m( t$ z0 F        for (int j = 0; j < arr.length - 1; j++) {
3 B2 C9 L' j9 m$ z' B            for (int i = 0; i < arr.length - 1 - j; i++) {
                //如果前面的数比后面的数大，则交换
  Y3 ~! ]. i$ I% h* m                if (arr > arr[i+1]) {
                    flag = true;//在这里把flag值为true
                    temp = arr;
/ g1 a2 Z: O: R5 Y/ f, F% `                    arr = arr[i + 1];
7 m* H8 F9 s5 N9 A) l! T# T                    arr[i + 1] = temp;
4 C' c0 r- e+ p* h0 x) z% a6 p                }
4 `- R: T+ a# ?- l9 h  o            }
! H; A$ R, }0 Y# |0 H. i            //在内部循环的时候进行查询
! U4 ^4 n0 r6 I. k+ K7 y% M            if (!flag) {//说明在第一趟排序过程中一次交换都没有发生。
/ l) P7 @- b- \: f; j% ?                break;
            } else {
                flag = false;//没有这个就是执行一遍就没了，要让他进行下次继续
            }
4 v$ J# [2 L4 S6 G1 A        }
  }+ w# U( M. ^! @* ~2 ^  u    }
}
1 ^! N6 n; \+ d5 d5 _, B
  ?6 }* ]" A; e- {
2 S9 t: @. C0 z' Q* f# m$ i0 D8 D
2、效果



+ w- t$ K. y# Q0 e* I. ]- ^
. Y) L2 v+ l1 l, C/ L- l
+ O5 Y# S9 k  N1 Q

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作者: 470557092    时间: 2021-10-29 21:15
顶。。。。。。

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