算法之冒泡排序

冒泡排序算法需要遍历几次数组。每次遍历都要比较连续相邻的元素，如果某一对相邻元素是降序，则互换它们的值，否则，保持不变。由于较小的值像“气泡”一样逐渐浮想顶部，而较大的值沉向底部，所以叫冒泡排序。

冒泡排序的图解是：



总结一句话就是：连续比较相邻的元素，降序则呼唤。有n个数，共需要比较n-1趟，第i趟，需要比较n-i次。

BubbleSort.Java

[java]
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public class BubbleSort {//时间复杂度O(n^2)

public static void display(int[] array){
for(int i=0;i<array.length;i++){
System.out.print(array[i]+"\t");
}
System.out.println();
}
//冒泡排序
public static void bubbleSort(int[] list){
int n=list.length;
for(int i=1;i<n;i++){//总共比较n-1趟
for(int j=0;j<n-i;j++){//第i趟比较n-i次
if(list[j]>list[j+1]){
int temp;
temp=list[j];
list[j]=list[j+1];
list[j+1]=temp;
}
}

System.out.print("第"+(i)+"轮排序结果：");
display(list);
}

}
public static void main(String args[]){
int[] list={25,6,56,24,9,12,55};
System.out.println("冒泡排序前的list是：");
for(int i=0;i<list.length;i++){
System.out.print(list[i]+" ");
}
System.out.println();
bubbleSort(list);//进行冒泡排序
System.out.println();
System.out.println("冒泡排序后的list是：");
for(int i=0;i<list.length;i++){
System.out.print(list[i]+" ");
}
}
}

public class BubbleSort {//时间复杂度O(n^2)

public static void display(int[] array){
for(int i=0;i<array.length;i++){
System.out.print(array[i]+"\t");
}
System.out.println();
}
//冒泡排序
public static void bubbleSort(int[] list){
int n=list.length;
for(int i=1;i<n;i++){//总共比较n-1趟
for(int j=0;j<n-i;j++){//第i趟比较n-i次
if(list[j]>list[j+1]){
int temp;
temp=list[j];
list[j]=list[j+1];
list[j+1]=temp;
}
}

System.out.print("第"+(i)+"轮排序结果：");
display(list);
}

}
public static void main(String args[]){
int[] list={25,6,56,24,9,12,55};
System.out.println("冒泡排序前的list是：");
for(int i=0;i<list.length;i++){
System.out.print(list[i]+" ");
}
System.out.println();
bubbleSort(list);//进行冒泡排序
System.out.println();
System.out.println("冒泡排序后的list是：");
for(int i=0;i<list.length;i++){
System.out.print(list[i]+" ");
}
}
}

算法分析：

最差的情况下，冒泡排序算法需要进行n-1次遍历。第一次遍历需要n-1次比较，第二次遍历需要n-2次比较，依次进行；因此比较总数为：

(n-1)+(n-2)+...+2+1=n(n-1)/2=O(n2)

冒泡排序的时间复杂度为O(n2)

冒泡算法的改进：

冒泡排序的效率比较低，所以我们要通过各种方法改进。在上例中，第四轮排序之后实际上整个数组已经是有序的了，最后两轮的比较没必要进行。

注意：如果某次遍历中没有发生交换，那么就不必进行下一次遍历，因为所有元素已经排好了。

BubbleImprovedSort.java

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public class BubbleImprovedSort {
public static void display(int[] array){
for(int i=0;i<array.length;i++){
System.out.print(array[i]+"\t");
}
System.out.println();
}
//冒泡排序
public static void bubbleSort(int[] list){
int n=list.length;
boolean NeedNextPass=true;
for(int i=1;i<n&&NeedNextPass;i++){//总共比较n-1趟，如果某趟遍历中没有交换，那么不需要下次遍历，因为元素以排好
NeedNextPass=false;
for(int j=0;j<n-i;j++){//第i趟比较n-i次
if(list[j]>list[j+1]){
int temp;
temp=list[j];
list[j]=list[j+1];
list[j+1]=temp;
NeedNextPass=true;
}
}
System.out.print("第"+(i)+"轮排序结果：");
display(list);
}
}
public static void main(String args[]){
int[] list={25,6,56,24,9,12,55};
System.out.println("改进的冒泡排序：");
System.out.println("排序前的list是：");
for(int i=0;i<list.length;i++){
System.out.print(list[i]+" ");
}
System.out.println();
bubbleSort(list);//进行冒泡排序
System.out.println();
System.out.println("排序后的list是：");
for(int i=0;i<list.length;i++){
System.out.print(list[i]+" ");
}
}

}

public class BubbleImprovedSort {
public static void display(int[] array){
for(int i=0;i<array.length;i++){
System.out.print(array[i]+"\t");
}
System.out.println();
}
//冒泡排序
public static void bubbleSort(int[] list){
int n=list.length;
boolean NeedNextPass=true;
for(int i=1;i<n&&NeedNextPass;i++){//总共比较n-1趟，如果某趟遍历中没有交换，那么不需要下次遍历，因为元素以排好
NeedNextPass=false;
for(int j=0;j<n-i;j++){//第i趟比较n-i次
if(list[j]>list[j+1]){
int temp;
temp=list[j];
list[j]=list[j+1];
list[j+1]=temp;
NeedNextPass=true;
}
}
System.out.print("第"+(i)+"轮排序结果：");
display(list);
}
}
public static void main(String args[]){
int[] list={25,6,56,24,9,12,55};
System.out.println("改进的冒泡排序：");
System.out.println("排序前的list是：");
for(int i=0;i<list.length;i++){
System.out.print(list[i]+" ");
}
System.out.println();
bubbleSort(list);//进行冒泡排序
System.out.println();
System.out.println("排序后的list是：");
for(int i=0;i<list.length;i++){
System.out.print(list[i]+" ");
}
}

}

泛型冒泡排序:

例1：元素实现[b]comparable接口。排序是字符串string，string实现了comparable接口[/b]

BubbleGenericTypeSort .java

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<span style="font-size:24px;">public class BubbleGenericTypeSort {
//泛型冒泡排序，使用Comparable对元素进行排序
public static <E extends Comparable<E>> void bubbleGenericTypeSort(E[] list){
int n=list.length;
for(int i=1;i<n;i++){//总共比较n-1趟
for(int j=0;j<n-i;j++){//第i趟比较n-i次
if(list[j].compareTo(list[j+1])>0){
E temp;
temp=list[j];
list[j]=list[j+1];
list[j+1]=temp;
}
}
}
}

public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
/*Integer[] list={2,1,56,34,9,6,55,20,37,22}; //泛型的Integer ，包装类都实现了Comparable接口
System.out.println("冒泡排序前的list是：");
for(int i=0;i<list.length;i++){
System.out.print(list[i]+" ");
}
bubbleGenericTypeSort(list);//进行冒泡排序
System.out.println();
System.out.println("冒泡排序后的list是：");
for(int i=0;i<list.length;i++){
System.out.print(list[i]+" ");
}*/
String[] list={"John","Mike","Jack","Bob","Zoo","Meache","Abrow","Richer"}; //泛型的String ，包装类都实现了Comparable接口
System.out.println("冒泡排序前的list是：");
for(int i=0;i<list.length;i++){
System.out.print(list[i]+" ");
}
bubbleGenericTypeSort(list);//进行冒泡排序
System.out.println();
System.out.println("冒泡排序后的list是：");
for(int i=0;i<list.length;i++){
System.out.print(list[i]+" ");
}
}
}

</span>

<span style="font-size:24px;">public class BubbleGenericTypeSort {
//泛型冒泡排序，使用Comparable对元素进行排序
public static <E extends Comparable<E>> void bubbleGenericTypeSort(E[] list){
int n=list.length;
for(int i=1;i<n;i++){//总共比较n-1趟
for(int j=0;j<n-i;j++){//第i趟比较n-i次
if(list[j].compareTo(list[j+1])>0){
E temp;
temp=list[j];
list[j]=list[j+1];
list[j+1]=temp;
}
}
}
}

public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
/*Integer[] list={2,1,56,34,9,6,55,20,37,22}; //泛型的Integer ，包装类都实现了Comparable接口
System.out.println("冒泡排序前的list是：");
for(int i=0;i<list.length;i++){
System.out.print(list[i]+" ");
}
bubbleGenericTypeSort(list);//进行冒泡排序
System.out.println();
System.out.println("冒泡排序后的list是：");
for(int i=0;i<list.length;i++){
System.out.print(list[i]+" ");
}*/
String[] list={"John","Mike","Jack","Bob","Zoo","Meache","Abrow","Richer"}; //泛型的String ，包装类都实现了Comparable接口
System.out.println("冒泡排序前的list是：");
for(int i=0;i<list.length;i++){
System.out.print(list[i]+" ");
}
bubbleGenericTypeSort(list);//进行冒泡排序
System.out.println();
System.out.println("冒泡排序后的list是：");
for(int i=0;i<list.length;i++){
System.out.print(list[i]+" ");
}
}
}

</span>

例2.元素实现自定义的Comparator比较器接口






BubbleComparator.java



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import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;

public class BubbleComparator {
public static <E> void bubbleComparatorSort(List<E> list,Comparator<? super E> comparator){//<? super E>是E的父类
int n=list.size();
for(int i=1;i<n;i++){//总共比较n-1趟
for(int j=0;j<n-i;j++){//第i趟比较n-i次
if(comparator.compare(list.get(j), list.get(j+1))==1){
E temp;
temp=list.get(j);
list.set(j, list.get(j+1));
list.set(j+1, temp);
}
}
}
}

public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
List<GeometricObject> list=new ArrayList<GeometricObject>();
list.add(new Rectangle(4,5,"矩形4,5"));
list.add(new Circle(3,"圆3"));
list.add(new Square(3,"正方形3"));
list.add(new Rectangle(2,6,"矩形2,6"));
list.add(new Circle(4,"圆4"));

System.out.println("冒泡排序前的list是：");
for(int i=0;i<list.size();i++){
System.out.print(list.get(i).getName()+":"+list.get(i).getArea()+" ");
}
bubbleComparatorSort(list, new GeometricObjectComparator());//进行冒泡排序
System.out.println();
System.out.println("冒泡排序后的list是：");
for(int i=0;i<list.size();i++){
System.out.print(list.get(i).getName()+":"+list.get(i).getArea()+" ");
}

}

public static class GeometricObjectComparator implements Comparator<GeometricObject> {
GeometricObjectComparator(){}

@Override
public int compare(GeometricObject o1, GeometricObject o2) {
// TODO Auto-generated method stub
float area1=o1.getArea();
float area2=o2.getArea();
if(area1<area2){
return -1;
}
else if(area1==area2)
return 0;
else
return 1;
}

}
}

import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;

public class BubbleComparator {
public static <E>  void bubbleComparatorSort(List<E> list,Comparator<? super E> comparator){//<? super E>是E的父类
int n=list.size();
for(int i=1;i<n;i++){//总共比较n-1趟
for(int j=0;j<n-i;j++){//第i趟比较n-i次
if(comparator.compare(list.get(j), list.get(j+1))==1){
E temp;
temp=list.get(j);
list.set(j, list.get(j+1));
list.set(j+1, temp);
}
}
}
}

public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
List<GeometricObject> list=new ArrayList<GeometricObject>();
list.add(new Rectangle(4,5,"矩形4,5"));
list.add(new Circle(3,"圆3"));
list.add(new Square(3,"正方形3"));
list.add(new Rectangle(2,6,"矩形2,6"));
list.add(new Circle(4,"圆4"));

System.out.println("冒泡排序前的list是：");
for(int i=0;i<list.size();i++){
System.out.print(list.get(i).getName()+":"+list.get(i).getArea()+"  ");
}
bubbleComparatorSort(list, new GeometricObjectComparator());//进行冒泡排序
System.out.println();
System.out.println("冒泡排序后的list是：");
for(int i=0;i<list.size();i++){
System.out.print(list.get(i).getName()+":"+list.get(i).getArea()+"  ");
}

}

public static class GeometricObjectComparator implements Comparator<GeometricObject> {
GeometricObjectComparator(){}

@Override
public int compare(GeometricObject o1, GeometricObject o2) {
// TODO Auto-generated method stub
float area1=o1.getArea();
float area2=o2.getArea();
if(area1<area2){
return -1;
}
else if(area1==area2)
return 0;
else
return 1;
}

}
}