冒泡排序代码实现与详解

冒泡排序代码实现与详解

基本思想

冒泡排序（Bubble Sorting）的基本思想是：通过对待排序序列从前向后,依次比较相邻元素的值，若发现逆序则交换，使值较大的元素逐渐从前向后移动，就像水底下的气泡一样逐渐向上冒。

在讲解代码之前首先要明确

1.冒泡排序是相邻元素之间这样比较，逆序就交换两个元素，以从小到大排序为例，那么经过一次循环，最大的元素一定就到了序列最后的位置（也就是说 一趟循环 就能确定一个元素的最终位置）；那么n个数需要n-1次循环就能确定所有数的位置。

为什么是n-1次循环呢？ 因为一次循环确定一个数的位置 那么n-1次就确定了n-1个数的位置 那么剩下的最后一个数也就不用比较了 ，此时这个序列就是有序序列了。

代码实现（Java实现，语言只是工具，主要是思想要明确。）

private static void BubbleSort(int [] nums){
    int n = nums.length;
    int tmp=0; // 元素交换中间变量
    boolean flag =false;
    for (int i = 0; i < n-1; i++) {
        for (int j = 0; j < n-1-i; j++) {
            if(nums[j]>nums[j+1]){
                tmp=nums[j+1];
                nums[j+1]=nums[j];
                nums[j]=tmp;
                flag=true;
            }
        }
        if(!flag){
            break;
        }else{
            flag=false;
        }
        System.out.println("第"+(i+1)+"次排序");
        System.out.println(Arrays.toString(nums));
    }
}

输入：{3,-1,7,9,-2}

执行结果：第1次排序
[-1, 3, 7, -2, 9] //本次循环确定了9 的最终位置 之后只需要比较 [-1,3,7,-2]
第2次排序
[-1, 3, -2, 7, 9] //本次 又确定了 7的最终位置 之后只需要比较 [-1,3,-2] 以此类推。 可以理解内层循环为什么是n-1-i.
第3次排序
[-1, -2, 3, 7, 9]
第4次排序
[-2, -1, 3, 7, 9]
final[-2, -1, 3, 7, 9]

代码讲解

内层循环条件为什么是n-1-i呢？ 外层循环条件是n-1这在之前已经明确，需要做n-1次循环。而内存循环则是对序列中相邻的元素进行比较 （也就是一对一对的比较） ，因此下标j要和j+1比较，所以要n-1才能防止j+1不会产生下标越界 那么减i是因为，经过一次外层循环，就可以确定后面一个元素的位置，那么此时只需要比较前n-i个元素即可。因此最终的条件是n-1-i。 这个可以通过输出结果中展示的每趟排序来理解。

tips：

因为排序的过程中，各元素不断接近自己的位置，如果一趟比较下来没有进行过交换，就说明序列有序，因此要在排序过程中设置一个标志flag判断元素是否进行过交换。从而减少不必要的比较。