java数据结构之冒泡排序

Bertha 。 2022-04-04 04:01 146阅读 0赞

冒泡排序（Bubble Sort），是一种[计算机科学][Link 1]领域的较简单的[排序算法][Link 2]。

它重复地走访过要排序的元素列，依次比较两个相邻的元素，如果他们的顺序（如从大到小、首字母从 A 到 Z）错误就把他们交换过来。走访元素的工作是重复地进行直到没有相邻元素需要交换，也就是说该元素已经排序完成。

这个算法的名字由来是因为越大的元素会经由交换慢慢 “浮” 到数列的顶端（升序或降序排列），就如同碳酸饮料中二氧化碳的气泡最终会上浮到顶端一样，故名“冒泡排序”。

冒泡排序算法的原理如下：

1.  比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
2.  对每一对相邻元素做同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。
3.  针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
4.  持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较

### 时间复杂度 ###

若文件的初始状态是正序的，一趟扫描即可完成排序。所需的关键字比较次数

![b3b7d0a20cf431ad4f379a864936acaf2fdd98ac.jpg][]

和记录移动次数

![48540923dd54564e27333d86b1de9c82d1584f3f.jpg][]

均达到最小值：

![8326cffc1e178a8244f3b2bafb03738da877e8da.jpg][]

，

![b21c8701a18b87d6007472a0050828381f30fd5f.jpg][]

。

所以，冒泡排序最好的[时间复杂度][Link 3]为

![b58f8c5494eef01f9d1ac17ae2fe9925bc317d07.jpg][]

。  
　　若初始文件是反序的，需要进行

![8b82b9014a90f60364df45f83b12b31bb051ed26.jpg][]

趟排序。每趟排序要进行

![503d269759ee3d6d1214597441166d224e4adebb.jpg][]

次关键字的比较 (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：

![838ba61ea8d3fd1f846a7b85324e251f95ca5f2a.jpg][]

![7af40ad162d9f2d36fa2fd50abec8a136227ccda.jpg][]

冒泡排序的最坏时间复杂度为

![e4dde71190ef76c63a4e22949f16fdfaae5167f5.jpg][]

。

综上，因此冒泡排序总的平均时间复杂度为

![e4dde71190ef76c63a4e22949f16fdfaae5167f5.jpg][]

。

### 算法稳定性 ###

冒泡排序就是把小的元素往前调或者把大的元素往后调。比较是相邻的两个元素比较，交换也发生在这两个元素之间。所以，如果两个元素相等，是不会再交换的；如果两个相等的元素没有相邻，那么即使通过前面的两两交换把两个相邻起来，这时候也不会交换，所以相同元素的前后顺序并没有改变，所以冒泡排序是一种稳定排序算法。

java代码如下：

package 数据结构;
    
    public class maopaopaixu {
        public static void sort(long arr[]){
        	long temp=0;//定义一个中间变量，用来进行数据的交换
        	for(int i=0;i<arr.length-1;i++){//进行循环
        		for(int j=arr.length-1;j>i;j--){//从数组最后面开始
        			if(arr[j-1]>arr[j]){
        				temp=arr[j];
        				arr[j]=arr[j-1];
        				arr[j-1]=temp;//每一轮把最小的往上冒，最后排出大小
        			}
        		}
        	}
        }
    }

测试：

package 数据结构;
    
    public class Testmaopaopaixu {
       public static void main(String args[]){
    	     long arr[]=new long[4];
    	     arr[0]=2;
    	     arr[1]=1;
    	     arr[2]=0;
    	     arr[3]=3;
    	     maopaopaixu.sort(arr);
    	     for(int i=0;i<arr.length;i++){
    	    	 System.out.println(arr[i]);
    	     }
       }
    }

输出结果如下：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2phdmFfX2xpeW9uZw_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

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