java冒泡排序

1.基本介绍

冒泡排序（Bubble Sorting）的基本思想是：通过对待排序序列从前向后（从下标较小的元素开始）,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移向后部，就象水底下的气泡一样逐渐向上冒。

优化：
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。(这里说的优化，可以在冒泡排
序写好后，在进行)

2.演示冒泡过程的例子(图解)

小结上面的图解过程:

(1) 一共进行 数组的大小-1 次 大的循环

(2)每一趟排序的次数在逐渐的减少

(3) 如果我们发现在某趟排序中，没有发生一次交换， 可以提前结束冒泡排序。这个就是优化

3.冒泡排序应用实例

我们举一个具体的案例来说明冒泡法。我们将五个无序的数：3, 9, -1, 10, -2 使用冒泡排序法将其排成一个从小
到大的有序数列。

代码实现:

import java.util.Arrays;

public class BubbleSort {

	public static void main(String[] args) {
		int arr[] = { 3, 9, -1, 10, -2 };

		// 为了容量理解，我们把冒泡排序的演变过程，给大家展示

		// 第一趟排序，就是将最大的数排在最后
		int temp = 0; // 临时变量
		for (int j = 0; j < arr.length - 1; j++) {
			// 如果前面的数比后面的数大，则交换
			if (arr[j] > arr[j + 1]) {
				temp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = temp;
			}
		}
		System.out.println("第一趟排序后的数组");
		System.out.println(Arrays.toString(arr));

		// 第二趟排序，就是将第二大的数排在倒数第二位
		for (int j = 0; j < arr.length - 1 - 1; j++) {
			// 如果前面的数比后面的数大，则交换
			if (arr[j] > arr[j + 1]) {
				temp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = temp;
			}
		}
		System.out.println("第二趟排序后的数组");
		System.out.println(Arrays.toString(arr));

		// 第三趟排序，就是将第三大的数排在倒数第三位
		for (int j = 0; j < arr.length - 1 - 2; j++) {
			// 如果前面的数比后面的数大，则交换
			if (arr[j] > arr[j + 1]) {
				temp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = temp;
			}
		}
		System.out.println("第三趟排序后的数组");
		System.out.println(Arrays.toString(arr));

		// 第四趟排序，就是将第 4 大的数排在倒数第 4 位
		for (int j = 0; j < arr.length - 1 - 3; j++) {
			// 如果前面的数比后面的数大，则交换
			if (arr[j] > arr[j + 1]) {
				temp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = temp;
			}
		}
		System.out.println("第四趟排序后的数组");
		System.out.println(Arrays.toString(arr));
	}

}

改良后代码

import java.util.Arrays;

public class BubbleSort {

	public static void main(String[] args) {
		int arr[] = { 3, 9, -1, 10, -2 };

		// 为了容量理解，我们把冒泡排序的演变过程，给大家展示

		// 冒泡排序的时间复杂度 O(n^2)
		int temp = 0; // 临时变量
		boolean flag = false; //标识变量，表示是否进行交换
		for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {

			for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
				// 如果前面的数比后面的数大，则交换
				if (arr[j] > arr[j + 1]) {
					flag = true;
					temp = arr[j];
					arr[j] = arr[j + 1];
					arr[j + 1] = temp;
				}
			}
			System.out.println("第" + (i + 1) + "趟排序后的数组");
			System.out.println(Arrays.toString(arr));
			if(!flag) {//在一趟排序中，一次交换都没发生过
				break;
				
			}else {
				flag = false;//重置flag，进行下次判断
			}
		}
		/*
		 * // 第二趟排序，就是将第二大的数排在倒数第二位 for (int j = 0; j < arr.length - 1 - 1; j++) { //
		 * 如果前面的数比后面的数大，则交换 if (arr[j] > arr[j + 1]) { temp = arr[j]; arr[j] = arr[j +
		 * 1]; arr[j + 1] = temp; } } System.out.println("第二趟排序后的数组");
		 * System.out.println(Arrays.toString(arr));
		 * 
		 * // 第三趟排序，就是将第三大的数排在倒数第三位 for (int j = 0; j < arr.length - 1 - 2; j++) { //
		 * 如果前面的数比后面的数大，则交换 if (arr[j] > arr[j + 1]) { temp = arr[j]; arr[j] = arr[j +
		 * 1]; arr[j + 1] = temp; } } System.out.println("第三趟排序后的数组");
		 * System.out.println(Arrays.toString(arr));
		 * 
		 * // 第四趟排序，就是将第 4 大的数排在倒数第 4 位 for (int j = 0; j < arr.length - 1 - 3; j++) {
		 * // 如果前面的数比后面的数大，则交换 if (arr[j] > arr[j + 1]) { temp = arr[j]; arr[j] = arr[j
		 * + 1]; arr[j + 1] = temp; } } System.out.println("第四趟排序后的数组");
		 * System.out.println(Arrays.toString(arr));
		 */
	}

}

测运行时间代码

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

public class BubbleSort {

	public static void main(String[] args) {
//		int arr[] = { 3, 9, -1, 10, -2 };

//		System.out.println("排序前");
//		System.out.println(Arrays.toString(arr));

		// 为了容量理解，我们把冒泡排序的演变过程，给大家展示

		// 测试冒泡排序的速度O(n^2),给80000个数据，测试
		// 创建要给80000个随机的数组
		int[] arr = new int[80000];
		for (int i = 0; i < 80000; i++) {
			arr[i] = (int) (Math.random() * 80000);// 生成一个【0，80000】数
		}

		Date date1 = new Date();
		SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
		String date1Str = simpleDateFormat.format(date1);
		System.out.println("排序前的时间是" + date1Str);
		bubbleSort(arr);

		Date date2 = new Date();
		String date2Str = simpleDateFormat.format(date2);
		System.out.println("排序后的时间是" + date2Str);

//		System.out.println("排序后");
//		System.out.println(Arrays.toString(arr));

		/*
		 * // 第二趟排序，就是将第二大的数排在倒数第二位 for (int j = 0; j < arr.length - 1 - 1; j++) { //
		 * 如果前面的数比后面的数大，则交换 if (arr[j] > arr[j + 1]) { temp = arr[j]; arr[j] = arr[j +
		 * 1]; arr[j + 1] = temp; } } System.out.println("第二趟排序后的数组");
		 * System.out.println(Arrays.toString(arr));
		 * 
		 * // 第三趟排序，就是将第三大的数排在倒数第三位 for (int j = 0; j < arr.length - 1 - 2; j++) { //
		 * 如果前面的数比后面的数大，则交换 if (arr[j] > arr[j + 1]) { temp = arr[j]; arr[j] = arr[j +
		 * 1]; arr[j + 1] = temp; } } System.out.println("第三趟排序后的数组");
		 * System.out.println(Arrays.toString(arr));
		 * 
		 * // 第四趟排序，就是将第 4 大的数排在倒数第 4 位 for (int j = 0; j < arr.length - 1 - 3; j++) {
		 * // 如果前面的数比后面的数大，则交换 if (arr[j] > arr[j + 1]) { temp = arr[j]; arr[j] = arr[j
		 * + 1]; arr[j + 1] = temp; } } System.out.println("第四趟排序后的数组");
		 * System.out.println(Arrays.toString(arr));
		 */
	}

	// 将前面的冒泡排序算法，封装成一个方法
	public static void bubbleSort(int[] arr) {
		// 冒泡排序的时间复杂度 O(n^2)
		int temp = 0; // 临时变量
		boolean flag = false; // 标识变量，表示是否进行交换
		for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {

			for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
				// 如果前面的数比后面的数大，则交换
				if (arr[j] > arr[j + 1]) {
					flag = true;
					temp = arr[j];
					arr[j] = arr[j + 1];
					arr[j + 1] = temp;
				}
			}
//			System.out.println("第" + (i + 1) + "趟排序后的数组");
//			System.out.println(Arrays.toString(arr));
			if (!flag) {// 在一趟排序中，一次交换都没发生过
				break;

			} else {
				flag = false;// 重置flag，进行下次判断
			}
		}
	}

}