每天一算法 -- (冒泡排序)
2017-05-05 17:28
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举例说明:要排序数组:int[] arr={6,3,8,2,9,1};
第一趟排序:
第一次排序:6和3比较,6大于3,交换位置: 3 6 8 2 9 1
第二次排序:6和8比较,6小于8,不交换位置:3 6 8 2 9 1
第三次排序:8和2比较,8大于2,交换位置: 3 6 2 8 9 1
第四次排序:8和9比较,8小于9,不交换位置:3 6 2 8 9 1
第五次排序:9和1比较:9大于1,交换位置: 3 6 2 8 1 9
第一趟总共进行了5次比较, 排序结果: 3 6 2 8 1 9
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第二趟排序:
第一次排序:3和6比较,3小于6,不交换位置:3 6 2 8 1 9
第二次排序:6和2比较,6大于2,交换位置: 3 2 6 8 1 9
第三次排序:6和8比较,6大于8,不交换位置:3 2 6 8 1 9
第四次排序:8和1比较,8大于1,交换位置: 3 2 6 1 8 9
第二趟总共进行了4次比较, 排序结果: 3 2 6 1 8 9
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第三趟排序:
第一次排序:3和2比较,3大于2,交换位置: 2 3 6 1 8 9
第二次排序:3和6比较,3小于6,不交换位置:2 3 6 1 8 9
第三次排序:6和1比较,6大于1,交换位置: 2 3 1 6 8 9
第二趟总共进行了3次比较, 排序结果: 2 3 1 6 8 9
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第四趟排序:
第一次排序:2和3比较,2小于3,不交换位置:2 3 1 6 8 9
第二次排序:3和1比较,3大于1,交换位置: 2 1 3 6 8 9
第二趟总共进行了2次比较, 排序结果: 2 1 3 6 8 9
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第五趟排序:
第一次排序:2和1比较,2大于1,交换位置: 1 2 3 6 8 9
第二趟总共进行了1次比较, 排序结果: 1 2 3 6 8 9
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最终结果:1 2 3 6 8 9
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由此可见:N个数字要排序完成,总共进行N-1趟排序,每i趟的排序次数为(N-i)次,所以可以用双重循环语句,外层控制循环多少趟,内层控制每一趟的循环次数,即
冒泡排序的优点:每进行一趟排序,就会少比较一次,因为每进行一趟排序都会找出一个较大值。如上例:第一趟比较之后,排在最后的一个数一定是最大的一个数,第二趟排序的时候,只需要比较除了最后一个数以外的其他的数,同样也能找出一个最大的数排在参与第二趟比较的数后面,第三趟比较的时候,只需要比较除了最后两个数以外的其他的数,以此类推……也就是说,没进行一趟比较,每一趟少比较一次,一定程度上减少了算法的量。
2.如果很不幸我们的数据是反序的,则需要进行n-1趟排序。每趟排序要进行n-i次比较(1≤i≤n-1),且每次比较都必须移动记录三次来达到交换记录位置。在这种情况下,比较和移动次数均达到最大值:
冒泡排序的最坏时间复杂度为:O(n2) 。
无论何时,只要看到一个循环在另一个循环里面,就可以怀疑这个算法的运行时间为O(n2)级。外部循环执行N次,内部循环对于每一层外部循环都执行N次(或者几分之N次),这就意味着将大约执行N*N或者N2次某个基本操作。
一、原理
比较两个相邻的元素,将值大的元素交换至右端。二、思路
依次比较相邻的两个数,将小数放在前面,大数放在后面。即在第一趟:首先比较第1个和第2个数,将小数放前,大数放后。然后比较第2个数和第3个数,将小数放前,大数放后,如此继续,直至比较最后两个数,将小数放前,大数放后。重复第一趟步骤,直至全部排序完成。举例说明:要排序数组:int[] arr={6,3,8,2,9,1};
第一趟排序:
第一次排序:6和3比较,6大于3,交换位置: 3 6 8 2 9 1
第二次排序:6和8比较,6小于8,不交换位置:3 6 8 2 9 1
第三次排序:8和2比较,8大于2,交换位置: 3 6 2 8 9 1
第四次排序:8和9比较,8小于9,不交换位置:3 6 2 8 9 1
第五次排序:9和1比较:9大于1,交换位置: 3 6 2 8 1 9
第一趟总共进行了5次比较, 排序结果: 3 6 2 8 1 9
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第二趟排序:
第一次排序:3和6比较,3小于6,不交换位置:3 6 2 8 1 9
第二次排序:6和2比较,6大于2,交换位置: 3 2 6 8 1 9
第三次排序:6和8比较,6大于8,不交换位置:3 2 6 8 1 9
第四次排序:8和1比较,8大于1,交换位置: 3 2 6 1 8 9
第二趟总共进行了4次比较, 排序结果: 3 2 6 1 8 9
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第三趟排序:
第一次排序:3和2比较,3大于2,交换位置: 2 3 6 1 8 9
第二次排序:3和6比较,3小于6,不交换位置:2 3 6 1 8 9
第三次排序:6和1比较,6大于1,交换位置: 2 3 1 6 8 9
第二趟总共进行了3次比较, 排序结果: 2 3 1 6 8 9
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第四趟排序:
第一次排序:2和3比较,2小于3,不交换位置:2 3 1 6 8 9
第二次排序:3和1比较,3大于1,交换位置: 2 1 3 6 8 9
第二趟总共进行了2次比较, 排序结果: 2 1 3 6 8 9
---------------------------------------------------------------------
第五趟排序:
第一次排序:2和1比较,2大于1,交换位置: 1 2 3 6 8 9
第二趟总共进行了1次比较, 排序结果: 1 2 3 6 8 9
---------------------------------------------------------------------
最终结果:1 2 3 6 8 9
---------------------------------------------------------------------
由此可见:N个数字要排序完成,总共进行N-1趟排序,每i趟的排序次数为(N-i)次,所以可以用双重循环语句,外层控制循环多少趟,内层控制每一趟的循环次数,即
for(int i=1;i<arr.length;i++){ for(int j=1;j<arr.length-i;j++){ //交换位置 }
冒泡排序的优点:每进行一趟排序,就会少比较一次,因为每进行一趟排序都会找出一个较大值。如上例:第一趟比较之后,排在最后的一个数一定是最大的一个数,第二趟排序的时候,只需要比较除了最后一个数以外的其他的数,同样也能找出一个最大的数排在参与第二趟比较的数后面,第三趟比较的时候,只需要比较除了最后两个数以外的其他的数,以此类推……也就是说,没进行一趟比较,每一趟少比较一次,一定程度上减少了算法的量。
三、时间复杂度
1.如果我们的数据正序,只需要走一趟即可完成排序。所需的比较次数和记录移动次数均达到最小值,即:Cmin=n-1;Mmin=0;所以,冒泡排序最好的时间复杂度为O(n)。2.如果很不幸我们的数据是反序的,则需要进行n-1趟排序。每趟排序要进行n-i次比较(1≤i≤n-1),且每次比较都必须移动记录三次来达到交换记录位置。在这种情况下,比较和移动次数均达到最大值:
冒泡排序的最坏时间复杂度为:O(n2) 。
无论何时,只要看到一个循环在另一个循环里面,就可以怀疑这个算法的运行时间为O(n2)级。外部循环执行N次,内部循环对于每一层外部循环都执行N次(或者几分之N次),这就意味着将大约执行N*N或者N2次某个基本操作。
四、代码实现
/** * 排序算法 * @author Administrator */ public class Sort { /** * 冒泡排序 * @param numbers * 说明:相邻的两个比较 */ public static void bubbleSort(int[] numbers){ int temp = 0; for(int i = 0 ;i < numbers.length ; i++){ for(int j = 0; j < numbers.length - i - 1; j ++){ if(numbers[j] > numbers[j + 1]){ temp = numbers[j]; numbers[j] = numbers[j + 1]; numbers[j + 1] = temp; } } } for(int i = 0;i<numbers.length;i++){ System.out.print(numbers[i] + " "); } } /** * 测试 * @param args */ public static void main(String[] args) { int[] arr = {6,3,8,2,9,1}; bubbleSort(arr); } }
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