冒泡排序

目录

冒泡排序

基本思想

代码实现

基本思想

       冒泡排序（Bubble Sort）是一种最简单的交换排序方法，它通过两两比较相邻记录的关键字，如果发生逆序，则进行交换，从而使关键字小的记录如气泡一般逐渐往上“漂浮”（左移），或者使关键字大的记录如石块一样逐渐向下“坠落”（右移）。

代码实现

代码如下：

[code]package sort;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;

public class BubbleSort {

public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
List<Integer> array =new ArrayList<Integer>();
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入一组数字：以-1结尾");
while(input.hasNext()) {
int tmp = input.nextInt();
if(tmp!=-1) {
array.add(tmp);
}
if(tmp==-1) {
long startTime = System.nanoTime();
/*冒泡排序
* 思想：每次将相邻的数做比较，大的数向下沉，每进行一轮冒泡后，需要比较的数就会减1（因为每轮都会下沉一个当前最大的数 ）
*/
for(int i=1;i<array.size();i++)	{	  //n个数排序最多需要进行n-1次冒泡
for(int j=0;j<array.size()-i;j++) {   //注意这里的终止条件是j<array.size()-i;因为n个数需要比较n-1次，第i轮过后剩n-i个数
if(array.get(j)>array.get(j+1)) {   //大的数往下沉
int swap=array.get(j+1);
array.set(j+1,array.get(j));
array.set(j, swap);
}
}
}
long endTime=System.nanoTime();
System.out.println("程序运行的时间是："+(endTime-startTime)+"纳秒");
for(int i=0;i<array.size();i++) {
System.out.print(array.get(i)+" ");
}
array.clear();
}

}

}

}

执行结果如下：

时间复杂度：

       需要进行n-1次排序，在每次排序过程中进行n-i次比较，所以，时间复杂度为O（n^2）。

空间复杂度：

        冒泡排序只有在两个记录交换位置时，需要一个临时变量用做暂存记录，所以，空间复杂度为O（1）。

        仔细阅读上述代码，会发现如果在某趟排序时，并没有记录发生交换，说明，所有记录都有序，则可以排序终止，但上述代码并没有实现这一思想，为了实现这种思想，我们只需要设置一个标记，用来检测每趟排序过程中是否会发生交换即可。

修改后的代码如下：

[code]	for(int i=1;i<array.size();i++)	{	  //n个数排序最多需要进行n-1次冒泡
boolean flag=false;
for(int j=0;j<array.size()-i;j++) {   //注意这里的终止条件是j<array.size()-i;因为n个数需要比较n-1次，第i轮过后剩n-i个数
if(array.get(j)>array.get(j+1)) {   //大的数往下沉
int swap=array.get(j+1);
array.set(j+1,array.get(j));
array.set(j, swap);
flag=true;
}
}
if(!flag)				//如果某趟冒泡中没有进行交换，跳出循环
break;
}

再次运行程序：

       我们发现，运行时间变短了，当然，这种优化只存在某趟冒泡没有发生记录的交换才起作用，如果初始记录序列逆序，则必须进行n-1趟排序，因此时间复杂度仍为O（n^2）。

       还可不可以继续进行优化，答案是肯定的，之前实现的代码，都是每趟冒泡将最大的右移（即单向冒泡），我们可以在每趟排序时，进行双向冒泡，即把最大的放在最右边后，再把最小的放在最左边，这样n个记录最多需要n/2趟排序，修改代码如下：

[code]for(int i=1;i<array.size()/2;i++)	{	  //n个数排序最多需要进行n-1次冒泡
boolean flag=false;
for(int j=0;j<array.size()-i;j++) {   //注意这里的终止条件是j<array.size()-i;因为n个数需要比较n-1次，第i轮过后剩n-i个数
if(array.get(j)>array.get(j+1)) {   //大的数往下沉
int swap=array.get(j+1);
array.set(j+1,array.get(j));
array.set(j, swap);
flag=true;
}
}
for(int j=array.size()-i-1;j>0;j--) {
if(array.get(j)<array.get(j-1)) {   //小的数往上浮
int swap=array.get(j-1);
array.set(j-1,array.get(j));
array.set(j, swap);
flag=true;
}
}
if(!flag)				//如果某趟冒泡中没有进行交换，跳出循环
break;
}

 再次运行程序：

       至于这里显示程序的时间，为什么会增加，我也不知道，楼主弱鸡一枚，我每次运行相同的数据，它都显示不一样。尴尬！！！

      这种实现也不会改变冒泡排序的时间复杂度，时间复杂度仍为O（n^2）。