Java 冒泡排序算法(详细过程讲解并附实现代码)

前言

冒泡排序算法是由左向右,按顺序对两个数据比大小(如果是想数据由小到大排列),前一个比后一个大,那么就交换一下位置。每循环一轮,都会将该轮循环所遇到的最大的数排到最后面。假设数组长度是length,那么只要循环length - 1轮就可以把该数组按照由小到大排列好了。

冒泡排序过程

假设一个数组 int[ ] arr = new int[ ]{3,4,1,2,0};

第一轮遍历:

交换前:

3 4 1 2 0

交换后:(由于3 < 4所以位置不交换)

3 4 1 2 0

交换前:

3 4 1 2 0

交换后:(由于1 < 4所以位置交换)

3 1 4 2 0

交换前:

3 1 4 2 0

交换后:(由于2 < 4所以位置交换)

3 1 2 4 0

交换前:

3 1 2 4 0

交换后:(由于0 < 4所以位置交换)

3 1 2 0 4

第一轮交换结束,该轮遇到的最大的数字4,已经排在最后面,并且4是此数组中最大的数,因为该次遍历完了所有数据

第二轮遍历:

交换前:

3 1 2 0 4

交换后:(由于1 < 3所以位置交换)

1 3 2 0 4

交换前:

1 3 2 0 4

交换后:(由于2 < 3所以位置交换)

1 2 3 0 4

交换前:

1 2 3 0 4

交换后:(由于0 < 3所以位置交换)

1 2 0 3 4

由于4已经是最大的数字了,所以此处并不需要进行第4次交换。同时第二次遍历数组会找出第二大的数,并将其排在了倒数第二的位置。

第三轮遍历

交换前:

1 2 0 3 4

交换后:(由于1 < 2所以位置不交换)

1 2 0 3 4

交换前:

1 2 0 3 4

交换后:(由于0 < 2所以位置交换)

1 0 2 3 4

由于3是该轮第二大的数字,所以此处不需要进行第3轮交换,并且第三轮遍历会找出该数组第三大的数,将其放在了倒三的位置。

第四轮遍历

交换前:

1 0 2 3 4

交换后:(由于0 < 1所以位置交换)

0 1 2 3 4

由于2是该数组第三大的数字,所以此处不需要第2轮交换。至此,冒泡排序结束,最终数组已经排序完成,并且是由小到大排序。

规律总结

该数组的长度是 5
一共进行了4轮遍历
第一轮遍历:4次交换次数
第二轮遍历:3次交换次数
第三轮遍历:2次交换次数
第四轮遍历:1次交换次数
排序结束。

该规律可以等价为:
数组长度为:length
①则需要进行:length - 1轮遍历
换成for循环为:(i = 0,1,2,…,length - 2),共循环length - 1次

for(int i = 0;i < length - 1;i++){
}

②第 i 轮遍历所需的交换次数为:length - 1 - i;(i 的初始值为0)
换成for循环为:(j = 0,1,2,…,length - 2 - i)

for(int j = 0;j < length - 1 - i;j++){
}

由于②的循环次数受①影响,所以②循环应该嵌套在①内,具体实现代码如下:

示例代码

public class BubbleSort {
	public static void main(String[] args) {
		int[] arr = new int[] {12,2,84,65,-51,57,85,11,54,-12};
		
		int temp = 0;
		
		for(int i = 0;i < arr.length - 1;i++) {//数组遍历次数
			
			for(int j = 0;j < arr.length - 1 - i;j++) {//第i次遍历的交换次数
				if(arr[j] > arr[j + 1]) {
					temp = arr[j];
					arr[j] = arr[j + 1];
					arr[j + 1] = temp;
				}
			}
		}
		//将数组输出
		for(int i = 0;i < arr.length;i++) {
			System.out.print(arr[i] + " ");
		}
	}
}

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