冒泡排序及其优化算法（JAVA/面试常问）

冒泡排序有啥好问的？不就一个个比过去，有什么好考察的？面试中考官肯定不会问原始的算法，都是让你进行改进优化，那么冒泡虽然不起眼，但优化思路也是很重要的！
本人根据网上看到的资料整理冒泡排序及其优化的算法，若有错误或者不足之处，欢迎各位小伙伴们指正！！可以留言也可以邮箱私信我~邮箱（[email protected]）

原始冒泡

冒泡排序的思想，我们要把相邻的元素两两比较，根据大小来交换元素的位置
代码如下：

public int[] bubbleSort(int array[]) {
	int temp = 0;
	for(int i = 0;i<array.length;i++) {
		for(int j = 1;j < array.length;j++) {
			if(array[j-1] > array[j]) {
				temp = array[j];
				array[j] = array[j-1];
				array[j-1] = temp;
			}
		}
	}
	return array;
}

时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(1)

优化1

在某次内循环时候已经有序了，外循环就不需要再进行下去，所以可以通过设置标记来结束多余的循环。

public int[] bubbleSort(int[] array) {
		int temp = 0;
		for(int i = 0;i < array.length;i++) {
			boolean isSorted = true;//每一轮遍历初始为true
			for(int j = 1;j < array.length;j++) {
				if(array[j-1] > array[j]) {
					temp = array[j];
					array[j] = array[j-1];
					array[j-1] = temp;
					isSorted = false;//有交换说明还未有序
				}
			}
			if(isSorted) {
				break;//有序了就不用再继续循环
			}
		}
		return array;
	}

优化2

为了说明这种优化，下面举一个例子：
array: 5,6,4,2,8,9,10
第一次遍历：5和6不交换 -> 5,6,4,2,8,9,10
··················6和4交换 -> 5,4,6,2,8,9,10
··················6和2交换 -> 5,4,2,6,8,9,10
··················6和8不交换 -> 5,4,2,6,8,9,10
··················8和9不交换 -> 5,4,2,6,8,9,10
··················9和10不交换 -> 5,4,2,6,8,9,10
*这个数列的特点是前半部分无序，后半部分有序
所以有序区不需要进行交换，如果能对有序区进行界定，就可以免去没有意义的比较
那么如何避免这种情况呢？可以在每一轮排序最后，记录最后一次交换的下标，那个位置就是无序数组的边界，再往后就是有序的。
优化代码如下：

	public int[] bubbleSort(int[] array) {
		int temp = 0;
		//记录最后一次交换的下标
		int lastExchangeIndex = 0;
		//记录无序区域的最右边界
		int right = array.length-1;
		for(int i = 0;i < array.length;i++) {
			//有序标记，每一轮遍历初始为true
			boolean isSorted = true;
			for(int j = 1;j < right;j++) {
				if(array[j-1] > array[j]) {
					temp = array[j];
					array[j] = array[j-1];
					array[j-1] = temp;
					isSorted = false;//有交换说明还未有序
					lastExchangeIndex = j-1;//把无序边界作为最后一次交换下标
				}
			}
			right = lastExchangeIndex;
			if(isSorted) {
				break;//有序了就不用再继续循环
			}
		}
		return array;
	}

优化3（鸡尾酒排序）

鸡尾酒排序就是像钟摆一样，第一轮从左到右，第二轮从右到左…

	public int[] sort(int[] array) {
		int temp = 0;
		
		for(int i = 0;i < array.length/2;i++) {
			//有序标记，每一轮遍历初始为true
			boolean isSorted = true;
			//奇数轮，从左往右交换
			for(int j = i;j < array.length-i-1;j++) {
				if(array[j] > array[j+1]) {
					temp = array[j];
					array[j] = array[j+1];
					array[j+1] = temp;
					isSorted = false;//有交换说明还未有序
					
				}
			}
			if(isSorted) {
				break;
			}
			isSorted = true;//在偶数轮前将有序标记重新置为true
			//偶数轮，从右往左
			for(int j = array.length-1-i;j>i;j--) {
				if(array[j-1] > array[j]) {
					temp = array[j];
					array[j] = array[j-1];
					array[j-1] = temp;
					isSorted = false;
				}
			}
			if(isSorted) {
				break;//有序了就不用再继续循环
			}
		}
		return array;
	}

这是鸡尾酒排序的原始实现，一个大循环套两个小循环，第一个循环从左到右，第二个从右到左。

鸡尾酒排序优化

是否可以进一步优化??? 参考优化2的方法：对每一轮的有序区进行界定，代码如下：

	public int[] sort(int[] array) {
		int temp = 0;
		int lastRightExchangeIndex = 0;//右侧最后交换下标
		int lastLeftExchangeIndex = 0;//左侧最后交换下标
		int right = array.length-1;//无序序列右边界
		int left = 0;//无序序列左边界
		for(int i = 0;i < array.length/2;i++) {
			//有序标记，每一轮遍历初始为true
			boolean isSorted = true;
			//奇数轮，从左往右交换
			for(int j = left;j < right;j++) {
				if(array[j] > array[j+1]) {
					temp = array[j];
					array[j] = array[j+1];
					array[j+1] = temp;
					isSorted = false;//有交换说明还未有序
					lastRightExchangeIndex = j;
					
				}
			}
			right = lastRightExchangeIndex;
			if(isSorted) {
				break;
			}
			isSorted = true;//在偶数轮前将有序标记重新置为true
			//偶数轮，从右往左
			for(int j = right;j>left;j--) {
				if(array[j-1] > array[j]) {
					temp = array[j];
					array[j] = array[j-1];
					array[j-1] = temp;
					isSorted = false;
					lastLeftExchangeIndex = j;
				}
			}
			left = lastLeftExchangeIndex;
			if(isSorted) {
				break;//有序了就不用再继续循环
			}
		}
		return array;
	}