算法简析之冒泡排序

简析

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概念

冒泡排序（Bubble sort） 是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。

原理

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。

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范例（java）

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概念代码

  public static void main(String[] args) {

    int arr[] = {23, 44, 56, 21, 32, 55, 74, 13};
    int count = arr.length - 1;
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        //对当前无序区间arr[0.....count-i]进行排序(j的范围很关键，这个范围是在逐步缩小的)
        for (int j = 0; j < count - i; j++) {

            /**
             * 从小到大：arr[j] > arr[j + 1]
             * 从大到小：arr[j] < arr[j + 1]
             */

            //把大的值交换到后面
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
        }

        System.out.print("第" + (i + 1) + "次排序结果：");
        for (int anArr : arr) {
            System.out.print(anArr + "\t");
        }
        System.out.println("");

    }

    System.out.print("最终排序结果：");
    for (int anArr : arr) {
        System.out.print(anArr + "\t");
    }
}

第1次排序结果：23	44	21	32	55	56	13	74	
第2次排序结果：23	21	32	44	55	13	56	74	
第3次排序结果：21	23	32	44	13	55	56	74	
第4次排序结果：21	23	32	13	44	55	56	74	
第5次排序结果：21	23	13	32	44	55	56	74	
第6次排序结果：21	13	23	32	44	55	56	74	
第7次排序结果：13	21	23	32	44	55	56	74	
最终排序结果：13	21	23	32	44	55	56	74

优化代码

设置一个标志，如果一趟发生了交换，则为true，否则为false。则跳出while循环，明显如果有一趟没有发生交换，说明排序已经完成。

public static void main(String[] args) {

    int arr[] = {23, 44, 56, 21, 32, 55, 74, 13};
    int count = arr.length - 1;
    boolean flag = true;
    while (flag) {
        flag = false;
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            if (arr[i] > arr[i + 1]) {
                int temp = arr[i];
                arr[i] = arr[i + 1];
                arr[i + 1] = temp;
                flag = true;
            }
        }
        count--;
    }
}

注

对于随机数列第一个最快，另一个要稍慢一点点，原因是内层循环多了个赋值语句（内层循环的指令数影响很明显的），而对于随机数列实际能减少的循环次数几乎可忽略（精测试1%数量级的）。

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