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图解Java经典算法冒泡排序的原理与实现

 更新时间：2022年09月09日 16:06:19   作者：Binaire-沐辰  
冒泡排序是一种简单的排序算法，它也是一种稳定排序算法。其实现原理是重复扫描待排序序列，并比较每一对相邻的元素，当该对元素顺序不正确时进行交换。一直重复这个过程，直到没有任何两个相邻元素可以交换，就表明完成了排序

冒泡排序

冒泡排序是一种比较简单的排序算法，我们可以重复遍历要排序的序列，每次比较两个元素，如果他们顺序错误就交换位置，重复遍历到没有可以交换的元素，说明排序完成。

算法原理

  • 从第一个元素开始，比较相邻的两个元素，如果第一个大于第二个，则交换它们
  • 对每一对相邻的元素做相同的操作，从第一对到最后一对，最终最后一位元素就是最大值
  • 对每一个元素重复上述步骤，最后一个除外 

动图演示

算法练习

题目描述： 给定一个无序数组，利用冒泡排序将数组按升序排列。

示例一：

输入: arrs= [5,0,9,3,-1,12]
输出: arrs= [-1,0,3,5,9,12]

示例二：

输入: arrs= [3,5,9,7,2,1]
输出: arrs= [1,2,3,5,7,9]

解题思路：

通过比较相邻的元素，如果前一个比后一个大，则交换位置。

  • 第一趟：比较第1个和第2个元素，然后是第2个和第3个比较，这样直到倒数第2个和最后1个，将最大的数移动到最后一位。
  • 第二趟：重复上面步骤，将第二大的数交换至倒数第二位。

…

  • 每一趟都会将元素中第 n 大的元素交换到倒数第 n 位。
  • 一共需要n-1趟。

代码实现：

public class BubbleTest {
    public static void main(String[] args) {
        Integer[] arr = {3,5,9,7,2,1};
        Bubble.sort(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
    //数组排序
    public static void bubblesort(Comparable[] a){
        for (int i = a.length - 1;i > 0;i--){
            for (int j = 0;j < i;j++){
                if (greater(a[j],a[j + 1])){
                    swap(a,j,j + 1);
                }
            }
        }
    }
    //比较 v 是否大于 w
    public static boolean greater(Comparable v,Comparable w){
        return v.compareTo(w) > 0;
    }
    //数组元素交换位置
    private static void swap(Comparable[] a,int i,int j){
        Comparable temp;
        temp = a[i];
        a[i] = a[j];
        a[j] = temp;
    }
}

算法分析

时间复杂度

冒泡排序是一种用时间换空间的排序方法，最坏情况是把顺序的排列变成逆序，或者把逆序的数列变成顺序。在这种情况下，每一次比较都需要进行交换运算。

而对于有n个元素的数列它的比较次数为 (n-1) + (n-2) + … + 1 = n * (n - 1) / 2；因此它的时间复杂度为O(n^2)。

空间复杂度

冒泡排序的辅助变量只是一个临时变量，不会随数组规模的增大而增大，所以冒泡排序的空间复杂度为O(1)。

到此这篇关于图解Java经典算法冒泡排序的原理与实现的文章就介绍到这了,更多相关Java冒泡排序内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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