1 思想
待排序的一组数中，对当前还未排序的范围内的全部数，自上而下对相邻两数依次进行：
- 比较
- 调整
让较大数往下沉，较小往上冒，故名冒泡排序。
即每当两相邻的数比较后，发现它们的排序与排序要求相反时，就互换。
冒泡排序的示例
2 实现
package com.sss;
import java.util.Arrays;
/**
* @author JavaEdge
*/
public class BubbleSort {
public static void bubbleSort(int[] arr) {
if (arr == null || arr.length < 2) {
return;
}
for (int e = arr.length - 1; e > 0; e--) {
for (int i = 0; i < e; i++) {
if (arr[i] > arr[i + 1]) {
swap(arr, i, i + 1);
}
}
}
}
public static void swap(int[] arr, int i, int j) {
arr[i] = arr[i] ^ arr[j];
arr[j] = arr[i] ^ arr[j];
arr[i] = arr[i] ^ arr[j];
}
// for test
public static void comparator(int[] arr) {
Arrays.sort(arr);
}
// for test
public static int[] generateRandomArray(int maxSize, int maxValue) {
int[] arr = new int[(int) ((maxSize + 1) * Math.random())];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
arr[i] = (int) ((maxValue + 1) * Math.random()) - (int) (maxValue * Math.random());
}
return arr;
}
// for test
public static int[] copyArray(int[] arr) {
if (arr == null) {
return null;
}
int[] res = new int[arr.length];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
res[i] = arr[i];
}
return res;
}
// for test
public static boolean isEqual(int[] arr1, int[] arr2) {
if ((arr1 == null && arr2 != null) || (arr1 != null && arr2 == null)) {
return false;
}
if (arr1 == null && arr2 == null) {
return true;
}
if (arr1.length != arr2.length) {
return false;
}
for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
if (arr1[i] != arr2[i]) {
return false;
}
}
return true;
}
// for test
public static void printArray(int[] arr) {
if (arr == null) {
return;
}
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i] + " ");
}
System.out.println();
}
// for test
public static void main(String[] args) {
int testTime = 500000;
int maxSize = 100;
int maxValue = 100;
boolean succeed = true;
for (int i = 0; i < testTime; i++) {
int[] arr1 = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
int[] arr2 = copyArray(arr1);
bubbleSort(arr1);
comparator(arr2);
if (!isEqual(arr1, arr2)) {
succeed = false;
break;
}
}
System.out.println(succeed ? "Nice!" : "Fucking fucked!");
int[] arr = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
printArray(arr);
bubbleSort(arr);
printArray(arr);
}
}
3 改进
3.1 标志变量flag
标志某趟排序过程中，是否有数据交换。若某趟排序时并无数据交换，则说明数据已排好，可提前结束排序，避免后续多余的比较过程。
private void bubbleSort1(int[] arr) {
int length = arr.length;
boolean flag;
for (int i = 0; i < length - 1; i++) {
exchange = false;
for (int j = 0; j < length - i - 1; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
flag = true;
int tmp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = tmp;
}
}
// 若本次循环无任何数据交换，则跳出循环
if (!flag) {
break;
}
}
}
3.2 标志变量pos
记录每趟排序中最后一次进行交换的位置。
由于pos位置后的记录均已排序到位，所以执行下一趟排序时，只要扫描到pos位置即可！
void bubbleSort2(int[] arr) {
int length = arr.length;
// 初始时,最后位置保持不变
int i = length - 1;
while (i > 0) {
// 每趟开始时,无记录交换
int pos = 0;
for (int j = 0; j < i; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
// 记录交换的位置
pos = j;
int tmp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = tmp;
}
}
// 为下一趟排序作准备
i = pos;
}
}
3.3 正向和反向两遍冒泡
传统冒泡排序中每一趟排序操作只能找到一个max或min，考虑利用在每趟排序中进行正向和反向两遍冒泡的方法，一次便可得到max和min , 从而使排序趟数几乎减少一半。
void bubbleSort3(int[] arr) {
int length = arr.length;
// 设置变量初始值
int low = 0;
int high = length - 1;
int tmp, j;
while (low < high) {
// 正向冒泡,找到max
for (j = low; j < high; ++j) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
tmp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = tmp;
}
}
// 修改high值, 前移一位
--high;
// 反向冒泡,找到min
for (j = high; j > low; --j) {
if (arr[j] < arr[j - 1]) {
tmp = arr[j];
arr[j] = arr[j - 1];
arr[j - 1] = tmp;
}
}
// 修改low值,后移一位
++low;
}
}
相邻值相同时不交换情况下，可以保持稳定性。
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