|
| 1 | +package com.algorithm.sort; |
| 2 | + |
| 3 | +import java.util.Arrays; |
| 4 | + |
| 5 | +/** |
| 6 | + * 冒泡排序 |
| 7 | + * |
| 8 | + * 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大(小),就交换他们两个 |
| 9 | + * 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 |
| 10 | + * 这步做完后,最后的元素会是最大(小)的数 |
| 11 | + * 针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个 |
| 12 | + * |
| 13 | + * 时间复杂度 |
| 14 | + * |
| 15 | + * @author wliduo[i@dolyw.com] |
| 16 | + * @date 2022/11/22 9:52 |
| 17 | + */ |
| 18 | +public class BubbleSort { |
| 19 | + |
| 20 | + /** |
| 21 | + * 冒泡排序算法 |
| 22 | + * |
| 23 | + * @param args |
| 24 | + */ |
| 25 | + public static void main(String[] args) { |
| 26 | + int[] array = {5, 3, 2, 4, 9, 8, 7, 1, 6}; |
| 27 | + |
| 28 | + System.out.println("---------- bubbleSort1 ----------"); |
| 29 | + bubbleSort1(Arrays.copyOf(array, array.length)); |
| 30 | + |
| 31 | + System.out.println("---------- bubbleSort2 ----------"); |
| 32 | + bubbleSort2(Arrays.copyOf(array, array.length)); |
| 33 | + |
| 34 | + System.out.println("---------- bubbleSort3 ----------"); |
| 35 | + bubbleSort3(Arrays.copyOf(array, array.length)); |
| 36 | + |
| 37 | + System.out.println("---------- bubbleSort4 ----------"); |
| 38 | + int[] array4 = {4, 1, 2, 3, 9, 8, 7, 5, 6}; |
| 39 | + bubbleSort4(Arrays.copyOf(array4, array.length)); |
| 40 | + } |
| 41 | + |
| 42 | + /** |
| 43 | + * 先写出一轮的冒泡排序处理,冒泡一样的交换位置到最后一位 |
| 44 | + * |
| 45 | + * 大于就交换位置是从小到大,每次大于后面的值才交换,最后一位是最大值 |
| 46 | + * 小于就交换位置是从大到小,每次小于后面的值才交换,最后一位是最小值 |
| 47 | + * |
| 48 | + * array.length - 1,不然会超出边界,因为 array[j + 1] |
| 49 | + * |
| 50 | + * 当然也可以是从j = 1开始,j和j - 1进行比较,这样就不用array.length - 1了 |
| 51 | + * 大于和小于也需要调换,大于会变成从大到小,小于会变成从小到大 |
| 52 | + * 当然这种逆向的理解起来比较复杂一点,第二块代码是逆向的写法 |
| 53 | + * |
| 54 | + * @param array |
| 55 | + */ |
| 56 | + private static void bubbleSort1(int[] array) { |
| 57 | + print(array); |
| 58 | + |
| 59 | + for (int j = 0; j < array.length - 1; j++) { |
| 60 | + if (array[j] > array[j + 1]) { |
| 61 | + int temp = array[j]; |
| 62 | + array[j] = array[j + 1]; |
| 63 | + array[j + 1] = temp; |
| 64 | + } |
| 65 | + } |
| 66 | + |
| 67 | + /*for (int j = 1; j < array.length; j++) { |
| 68 | + if (array[j] < array[j - 1]) { |
| 69 | + int temp = array[j]; |
| 70 | + array[j] = array[j - 1]; |
| 71 | + array[j - 1] = temp; |
| 72 | + } |
| 73 | + }*/ |
| 74 | + |
| 75 | + print(array); |
| 76 | + } |
| 77 | + |
| 78 | + /** |
| 79 | + * 基于一轮的冒泡排序处理,再增加一个外循环 |
| 80 | + * 将每个位置的数字都进行一轮冒泡交换 |
| 81 | + * 这样一个最基础的冒泡排序就完成了 |
| 82 | + * |
| 83 | + * 给定一个count记录循环次数 |
| 84 | + * |
| 85 | + * @param array |
| 86 | + */ |
| 87 | + private static void bubbleSort2(int[] array) { |
| 88 | + print(array); |
| 89 | + |
| 90 | + // count记录循环次数 |
| 91 | + int count = 0; |
| 92 | + |
| 93 | + for (int i = 0; i < array.length; i++) { |
| 94 | + for (int j = 0; j < array.length - 1; j++) { |
| 95 | + count++; |
| 96 | + if (array[j] > array[j + 1]) { |
| 97 | + int temp = array[j]; |
| 98 | + array[j] = array[j + 1]; |
| 99 | + array[j + 1] = temp; |
| 100 | + } |
| 101 | + } |
| 102 | + } |
| 103 | + System.out.println("count: " + count); |
| 104 | + |
| 105 | + print(array); |
| 106 | + } |
| 107 | + |
| 108 | + /** |
| 109 | + * 优化版本,内循环减去i就行了 |
| 110 | + * 每次冒泡后到i位置的数字都已经排序好了 |
| 111 | + * 所以就没必要重复排 |
| 112 | + * |
| 113 | + * 可以看到count次数少了一半 |
| 114 | + * |
| 115 | + * @param array |
| 116 | + */ |
| 117 | + private static void bubbleSort3(int[] array) { |
| 118 | + print(array); |
| 119 | + |
| 120 | + // count记录循环次数 |
| 121 | + int count = 0; |
| 122 | + |
| 123 | + for (int i = 0; i < array.length; i++) { |
| 124 | + for (int j = 0; j < array.length - i - 1; j++) { |
| 125 | + if (array[j] > array[j + 1]) { |
| 126 | + int temp = array[j]; |
| 127 | + array[j] = array[j + 1]; |
| 128 | + array[j + 1] = temp; |
| 129 | + } |
| 130 | + count++; |
| 131 | + } |
| 132 | + } |
| 133 | + |
| 134 | + // 还有一种外循环i反过来循环的,意思差不多,就是逆向的 |
| 135 | + /*for (int i = array.length - 1; i > 0 ; i--) { |
| 136 | + for (int j = 0; j < i; j++) { |
| 137 | + count++; |
| 138 | + if (array[j] > array[j + 1]) { |
| 139 | + int temp = array[j]; |
| 140 | + array[j] = array[j + 1]; |
| 141 | + array[j + 1] = temp; |
| 142 | + } |
| 143 | + } |
| 144 | + }*/ |
| 145 | + System.out.println("count: " + count); |
| 146 | + |
| 147 | + print(array); |
| 148 | + } |
| 149 | + |
| 150 | + /** |
| 151 | + * 优化版本v2,假定数组某些数已经有序 |
| 152 | + * 在每轮交换处理可以定一个标记,如果这轮比较都没有交换位置的话 |
| 153 | + * 说明数据已经有序,可以直接结束 |
| 154 | + * |
| 155 | + * 给定一个count记录循环次数 |
| 156 | + * 换一个存在某些数有序的数组,可以看到count次数又会变少 |
| 157 | + * |
| 158 | + * @param array |
| 159 | + */ |
| 160 | + private static void bubbleSort4(int[] array) { |
| 161 | + print(array); |
| 162 | + |
| 163 | + // count记录循环次数 |
| 164 | + int count = 0; |
| 165 | + |
| 166 | + for (int i = 0; i < array.length; i++) { |
| 167 | + // 设定一个标记 |
| 168 | + boolean mark = Boolean.TRUE; |
| 169 | + |
| 170 | + for (int j = 0; j < array.length - i - 1; j++) { |
| 171 | + if (array[j] > array[j + 1]) { |
| 172 | + int temp = array[j]; |
| 173 | + array[j] = array[j + 1]; |
| 174 | + array[j + 1] = temp; |
| 175 | + mark = Boolean.FALSE; |
| 176 | + } |
| 177 | + count++; |
| 178 | + } |
| 179 | + |
| 180 | + // 若为true,则表示此次循环没有进行交换 |
| 181 | + if (mark) { |
| 182 | + // 也就是待排序列已经有序,排序已经完成,直接结束 |
| 183 | + break; |
| 184 | + } |
| 185 | + } |
| 186 | + |
| 187 | + System.out.println("count: " + count); |
| 188 | + |
| 189 | + print(array); |
| 190 | + } |
| 191 | + |
| 192 | + /** |
| 193 | + * 打印数组 |
| 194 | + * |
| 195 | + * @param array |
| 196 | + */ |
| 197 | + private static void print(int[] array) { |
| 198 | + for (int i = 0; i < array.length; i++) { |
| 199 | + System.out.print(array[i] + " "); |
| 200 | + } |
| 201 | + System.out.println(); |
| 202 | + } |
| 203 | + |
| 204 | +} |
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