排序:冒泡排序(算法)

简介: 冒泡排序(Bubble Sort),是一种计算机科学领域的较简单的排序算法。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,故名。

一、简介


冒泡排序(Bubble Sort),是一种计算机科学领域的较简单的排序算法。

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,故名。


二、原理


(升序排列为例)

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.对每一对相邻元素作同样的工作,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。


三、原理过程图


相邻两个元素进行比较,如果符合条件换位。

第一圈:最值出现在了最后位。后面以此类推。(如下图)


image.png

四、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 C和记录移动次数M均达到最小值:


image.png

。所以,冒泡排序最好的时间复杂度为: O(n)

  若初始文件是反序的,需要进行 n-1趟排序。每趟排序要进行 n-i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:


image.png

冒泡排序的最坏时间复杂度为** O(n²)** 。

综上,因此冒泡排序总的平均时间复杂度为 **  O(n²)** 。


五、性能分析(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,不会交换;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。


六、示例代码(Java):



1.核心代码


/*
    冒泡排序:相邻两个元素进行比较,如果符合条件换位。
    第一圈:最值出现在了最后位。
    */
    public static void bubbleSort(int[] arr)
    {
        for(int x=0; x<arr.length-1; x++)
        {                   
            for(int y=0; y<arr.length-x-1; y++)
            {   //y代表数组角标。-x:让每一次比较的元素减少,-1:避免角标越界。     
                if(arr[y]<arr[y+1])
                {
                    int temp = arr[y];
                    arr[y] = arr[y+1];
                    arr[y+1] = temp;
                }
            }
        }
    }

2.选择排序与冒泡排序相关示例


image.png

image.png


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