排序算法(1):冒泡排序(Bubble Sort)

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基本思想

冒泡排序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,如果它们的顺序错误就把它们交换过来。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。

算法描述

  • 比较两个相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。
  • 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。这步做完后,最后的元素会是最大的数。
  • 针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。
  • 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。

演示

代码实现

	public static void sort(int[] array) {
		boolean flag = false;
		for (int i = 0; i < array.length; i++) {
			int temp = 0;
			for (int j = 0; j < array.length - 1 - i; j++) {
				if (array[j] > array[j + 1]) {
					temp = array[j];
					array[j] = array[j + 1];
					array[j + 1] = temp;
					flag = true; // 发生了交换
				}
			}
			if (!flag) { // 如果没有发生交换,提前结束循环
				break;
			} else {
				flag = false;
			}
		}
	}

时间复杂度

冒泡排序最优的时间复杂度O(n)。
若初始状态是正序的,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:C=n-1,M=0
冒泡排序最差的时间复杂度是O(n^2)。
若初始状态时反序的,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,比较和移动次数都遇到最大值:
Cmax = N(N-1)/2 = O(N^2)
Mmax = 3N(N-1)/2 = O(N^2)
冒泡排序的平均时间复杂度为O(N^2)。
注:这里三次是指交换方法。
先将array[j+1]值记录temp,然后array[j]覆盖array[j+1]的值,最后用temp值覆盖array[j]的值

空间复杂度

最优的空间复杂度,同样,就是不需要借用第三方内存空间,则复杂度为0
最差的空间复杂度就是开始元素逆序排序,每次都要借用一次内存,按照实际的循环次数,为O(N)

平均的空间负杂度为:O(1)

优点与缺点

  • 优点:实现简单
  • 缺点:效率不高,(如果一个数组有n个数,那么排序完成后需要比较n*(n-1)/2次)

测试记录

待补充

源码

暂时未发现在开源框架或jdk中用到冒泡排序