前端需要掌握的算法之——冒泡排序（Bubble Sort）

Bad programmers worry about the code. Good programmers worry about data structures and their relationships. —— Linus Torvalds

冒泡排序（Bubble Sort） 顾名思义，就是两两依次比较，如果顺序错误，就交换，直到没有交换，排序结束。有点类似水里的气泡一点一点浮上来，所以叫冒泡排序。

具体步骤如下（假设是从小到大排序）：

1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
2. 对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。这步做完后，最后的元素会是最大的数。
3. 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个（因为已经排序好了）。
4. 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。

冒泡排序算法复杂度是：O(n²)，效率较低。

• 最坏时间复杂度 O(n²)
• 最优时间复杂度 O(n)
• 平均时间复杂度 O(n²)
• 最坏空间复杂度 总共 O(n)，需要辅助空间 O(1)

上代码：

// 随机生成一个乱序数组
let arr = Array.from(new Array(10), () => ~~(Math.random() * 100))

console.log('Source array is [ %s ]\n', arr.join(', '))

// 冒泡排序
function bubbleSort(arr) {
    const len = arr.length
    let swapped // 是否有过交换，一旦没有任何元素交换，排序结束
    let step = 1
    for (let i = 0; i < len; i++) {
        swapped = false
        // 注意这里是len - i，每一轮都会把最大的元素放在最后，所以 len - i 后面的元素不用再比较
        for (let j = 0; j < len - i; j++) {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                // 交换元素位置，这里是es6的方式
                [arr[j], arr[j + 1]] = [arr[j + 1], arr[j]]
                swapped = true
            }
        }
        console.log('Step %d: [ %s ]', step++, arr.join(', '))
        if (!swapped) break
    }
    console.log('\nSorted array is [ %s ]', arr.join(', '))
}

bubbleSort(arr)

结果：

Source array is [ 87, 94, 38, 54, 7, 89, 71, 82, 26, 20 ]

Step 1: [ 87, 38, 54, 7, 89, 71, 82, 26, 20, 94 ]
Step 2: [ 38, 54, 7, 87, 71, 82, 26, 20, 89, 94 ]
Step 3: [ 38, 7, 54, 71, 82, 26, 20, 87, 89, 94 ]
Step 4: [ 7, 38, 54, 71, 26, 20, 82, 87, 89, 94 ]
Step 5: [ 7, 38, 54, 26, 20, 71, 82, 87, 89, 94 ]
Step 6: [ 7, 38, 26, 20, 54, 71, 82, 87, 89, 94 ]
Step 7: [ 7, 26, 20, 38, 54, 71, 82, 87, 89, 94 ]
Step 8: [ 7, 20, 26, 38, 54, 71, 82, 87, 89, 94 ]
Step 9: [ 7, 20, 26, 38, 54, 71, 82, 87, 89, 94 ]

Sorted array is [ 7, 20, 26, 38, 54, 71, 82, 87, 89, 94 ]

注意：不要忘记对 swapped 和 j < len - i 的判断，否则会增添很多没有必要的比较，降低效率。