冒泡排序(Bubble Sort),在计算机科学领域众多排序算法中较简单一种,也是算法入门必备的算法之一。

排序原理

  1. 比较相邻的元素。如果前一个元素比后一个元素大,就交换这两个元素的位置。
  2. 对每一对相邻元素做同样的工作,从开始第一对元素到结尾的最后一对元素。最终最后位置的元素就是最大
    值。

图示:原始数据:7,9,-1,8,9,2

复杂度分析:
冒泡排序使用了双层for循环,其中内层循环的循环体是真正完成排序的代码,所以,主要分析一下内层循环体的执行次数即可。
在最坏情况下,也就是假如要排序的元素为{6,5,4,3,2,1}这种完全的逆序数据,那么:
元素比较的次数为:
(N-1)+(N-2)+(N-3)+…+2+1=((N-1)+1)(N-1)/2=N^2/2-N/2;
元素交换的次数为:
(N-1)+(N-2)+(N-3)+…+2+1=((N-1)+1)
(N-1)/2=N^2/2-N/2;
总执行次数为:
(N2/2-N/2)+(N2/2-N/2)=N^2-N;
按照大O推导法则,保留函数中的最高阶项那么最终冒泡排序的时间复杂度为O(N^2)

代码实现:

 public static void bubbleSort(int [] arr){
   
        if (arr==null||arr.length<2){
   
            return;
        }
        for (int i = 0; i <arr.length-1; i++) {
   
            for (int j = 0; j <arr.length-1-i ; j++) {
   
                if (arr[j]>arr[j+1]){
   
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j+1];
                    arr[j+1] = temp;
                }
            }
        }
    }

算法的API实现:

package 排序类算法;/* *@Author:Tstr *@Date:2020/8/15 11:34 *@from:lenovo *@e-mail:x20135201314boy@126.com */
//冒泡排序API设计
public class MyBubbleSort {
   
    public static void sort(Comparable[] a){
   
        for (int i = a.length-1; i >0 ; i--) {
   
            for (int j = 0; j <i ; j++) {
   
                //比较相邻元素
             if (compare(a[j],a[j+1])) {
   
                   swop(a,j,j+1);
                }
            }
        }
    }
    //比较相邻元素大小关系
    public static boolean compare(Comparable x,Comparable y){
   
        return x.compareTo(y)>0;//既是x>y
    }
    //元素交换
    private static void swop(Comparable[] a,int i,int j){
   
        Comparable temp;
        temp = a[i];
        a[i] = a[j];
        a[j] = temp;
    }
}

API测试:

package 排序类算法;/* *@Author:Tstr *@Date:2020/8/15 11:49 *@from:lenovo *@e-mail:x20135201314boy@126.com */
import java.util.Arrays;
public class MyBubbleTest {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        Integer[] testarr = {
   7,0,-1,8,9,2};
        MyBubbleSort.sort(testarr);
        System.out.println(Arrays.toString(testarr));
    }
}

测试结果:

end--------------------------------------------------------------------------------------------------