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一、冒泡排序
1、何为冒泡
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、思路
image.png
3、代码：
package com.kk.datastructure.sort;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Arrays;
import java.util.Date;
/**
* title: 冒泡排序+优化
* @author 阿K
* 2020年12月6日 下午9:08:11
*/
public class BubbleSort {
public static void main(String[] args) {
// int arr[] = {3, 9, -1, 10, 20};
// new BubbleSort(arr);
// System.out.println(Arrays.toString(arr));
// 测试一下冒泡排序的速度O(n^2), 给80000个数据，测试
// 创建要给80000个的随机的数组
int[] arr = new int[80000];
for(int i =0; i < 80000;i++) {
arr[i] = (int)(Math.random() * 8000000); //生成一个[0, 8000000) 数
}
new BubbleSort(arr);
}
SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
// 策略模式
public BubbleSort(int[] arr) {
long time = new Date().getTime();
bubbleSort(arr);
long time2 = new Date().getTime();
System.out.println("使用了："+(time2-time)+"毫秒");
}
// 冒泡排序 Api
private static void bubbleSort(int[] arr) {
int temp = 0;// 用于交换的临时变量
boolean flag = false;// 用于标识，是否交换过
// 冒泡排序 的时间复杂度 O(n^2),因为套了两个循环
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;
}
}
if(!flag) {
// 在一趟排序中，一次交换都没有发生过,或者是一大轮已经排了一次
break;// 无序继续操作
}else {
flag = false;// 重置flag!!!, 进行下次判断
}
}
}
}
4、随机8w数据性能测试
image.png
二、快速排序
1、介绍
快速排序（Quicksort）是对冒泡排序的一种改进。
2、基本思想
通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列
image.png
注：左递归和有递归并不是同时进行的
3、代码
/**
* title: 快速排序
* @author 阿K
* 2020年12月12日 下午3:05:16
*/
public class QuickSort {
public static void main(String[] args) {
// int[] arr = {-9,78,0,23,-567,70, -1,900, 4561};
// 测试快排的执行速度
// 创建要给80000个的随机的数组
int[] arr = new int[8000000];
for (int i = 0; i < 8000000; i++) {
arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000); // 生成一个[0, 8000000) 数
}
new QuickSort(arr);
// System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
public QuickSort(int[] arr) {
long time = new Date().getTime();
quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
long time2 = new Date().getTime();
System.out.println("快速排序 排" + (arr.length) + "个数据，使用" + (time2 - time) + "毫秒");
}
// 快速排序 Api
public void quickSort(int[] arr, int left, int rigth) {
int l = left;// 左下标
int r = rigth;// 右下标
// pivot 既中轴 的值
int pivot = arr[(rigth + left) / 2];
int temp = 0;// temp 临时变量为交换时 引用
// while目的：
// 1、让其比 pivot 小的值 放左边
// 2、让其比 pivot 大的值 放右边
while (l < r) {// 前提： 左边始终小于右边的值
// 在pivot 的左边一直找，找到大于等于 pivot值，才退出
while (arr[l] < pivot) {
l += 1;// 或l++，不过 后自增似乎效率低，因为最终还是 l=l+1 既 l+=1
}
// 在pivot 的右边一直找，找到小于等于pivot值，才退出
while (arr[r] > pivot) {
r -= 1;
}
// 若 l >= r 则说明 pivot 两边的值已经按照 规则 ：
// 左边全部小于等于pivot,右边全部大于等于pivot 排列好了(最终结果)
if (l >= r) {
break;
}
// 交换
temp = arr[l];
arr[l] = arr[r];
arr[r] = temp;
// 若交换后发现：arr[l] = arr[pivot] 值相等， 则前移 r--
if (arr[l] == pivot) {
r -= 1;
}
// 若交换后发现：arr[r] = arr[pivot] 值相等， 则后移 l++
if (arr[r] == pivot) {
l += 1;
}
}
// 若 l==r ,则必须 l++，r-- 否则陷入死循环，导致栈溢出
if (l == r) {
l += 1;
r -= 1;
}
// 向左递归
if (left < r)
quickSort(arr, left, r);
// 向右递归
if (rigth > l)
quickSort(arr, l, rigth);
}
}
4、性能测试：800W个数据
image.png
5、结论须知
1、如果取消左右递归，结果是 -9 -567 0 23 78 70
2、如果取消右递归,结果是 -567 -9 0 23 78 70
3、如果取消左递归,结果是 -9 -567 0 23 70 78
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