基本概念
冒泡排序是一种基础的排序算法。其基本思想是通过不断地比较相邻元素并在必要时进行交换，将最大（或最小）的元素"冒"到序列的一端。
排序步骤
先来感受到冒泡排序的步骤吧
以数组 [5, 3, 8, 4, 6]为例，冒泡排序的步骤如下：
- 第一轮排序：
比较相邻的元素。第一次比较5和3，5大于3，交换它们两个，数组变成 [3, 5, 8, 4, 6]；接着比较5和8，5小于8，不用交换，然后比较8和4，8大于4，交换，数组变为 [3, 5, 4, 8, 6]；最后比较8和6，8大于6，交换，数组变为 [3, 5, 4, 6, 8]。这样，第一轮比较结束后，最大的数8被排到了最后。
- 第二轮排序：
再次从前向后比较相邻的元素，这次因为8已经是最大的元素在末尾，所以不再参与比较。先比较3和5，3小于5，不用交换；然后比较5和4，5大于4，交换，数组变为 [3, 4, 5, 6, 8]；接着比较5和6，5小于6，不用交换。这样，第二轮排序结束，第二大的元素6也排到了它应该在的位置。
- 后续轮排序：
如此反复进行，每一轮比较的元素对都比上一轮少一对。直至完成所有的排序。
最终，数组 [5, 3, 8, 4, 6] 被排序为 [3, 4, 5, 6, 8]。
冒泡排序的实现
let array = [5, 3, 8, 4, 6]; for(let i = 0; i < array.length; i++) { for(let j = 0; j < array.length - i - 1; j++) { if(array[j] > array[j + 1]) { // 交换元素 let temp = array[j]; array[j] = array[j + 1]; array[j + 1] = temp; } } } console.log(array); // 输出: [3, 4, 5, 6, 8]
此算法的时间复杂度为O(n^2)，因此在处理大量数据时可能效率较低。
优化策略
交换标记
如果在一次遍历过程中没有发生过交换，那么意味着序列已经是有序的，不需要继续排序。我们可以通过设置一个标记来优化算法。如果在某次遍历中没有发生交换，则直接结束排序。
这个优化对于已经部分有序的序列来说，可以大幅度提高效率。
let array = [5, 3, 8, 4, 6]; let swapped = true; while(swapped) { swapped = false; for(let i = 0; i < array.length - 1; i++) { if(array[i] > array[i + 1]) { let temp = array[i]; array[i] = array[i + 1]; array[i + 1] = temp; swapped = true; } } } console.log(array); // 输出: [3, 4, 5, 6, 8]
双向冒泡排序
一趟遍历只能确保最大（或最小）的数被移到序列一端，在双向冒泡排序中，一趟遍历包括了两个过程，一个从头至尾，一个从尾至头，这样就能确保在一趟遍历后，最大和最小的数都被移到了正确的位置。
let array = [5, 3, 8, 4, 6]; let swapped; let start = 0; let end = array.length - 1; while(start < end) { for(let i = start; i < end; i++) { if(array[i] > array[i + 1]) { let temp = array[i]; array[i] = array[i + 1]; array[i + 1] = temp; swapped = i; } } end = swapped; for(let i = end; i > start; i--) { if(array[i] < array[i - 1]) { let temp = array[i]; array[i] = array[i - 1]; array[i - 1] = temp; swapped = i; } } start = swapped; } console.log(array); // 输出: [3, 4, 5, 6, 8]
记录上次交换的位置
在实际的数据序列中，尾部的有序序列通常不只一个，因此我们可以记住最后一次交换发生的位置，下一次比较到这个位置即可。
let array = [5, 3, 8, 4, 6]; let lastExchangeIndex = 0; let sortBorder = array.length - 1; for(let i = 0; i < array.length - 1; i++) { let isSorted = true; for(let j = 0; j < sortBorder; j++) { if(array[j] > array[j + 1]) { let temp = array[j]; array[j] = array[j + 1]; array[j + 1] = temp; isSorted = false; lastExchangeIndex = j; } } sortBorder = lastExchangeIndex; if(isSorted) { break; } } console.log(array); // 输出: [3, 4, 5, 6, 8]
