了解冒泡排序算法（附Java示例）

wufei123 2025-01-26 阅读:11 评论:0

冒泡排序算法详解及优化冒泡排序是一种简单的排序算法，其原理是反复比较相邻元素，并交换顺序不正确的元素。例如，在升序排序中，较大的元素会移动到右侧。每次迭代只比较未排序的元素，最终将最大元素放置在未排序部分的末尾。算法名称源于元素在每次...

冒泡排序算法详解及优化

冒泡排序是一种简单的排序算法，其原理是反复比较相邻元素，并交换顺序不正确的元素。例如，在升序排序中，较大的元素会移动到右侧。每次迭代只比较未排序的元素，最终将最大元素放置在未排序部分的末尾。算法名称源于元素在每次迭代中“冒泡”到数组末尾的过程，如同气泡上升到水面。

排序过程演示

假设我们要对以下数组进行升序排序：

了解冒泡排序算法（附Java示例）

第一次迭代: 目标是将最大元素移动到数组末尾。通过反复比较相邻元素并交换，得到：

了解冒泡排序算法（附Java示例）

已排序的元素不再参与后续比较。

后续迭代: 重复上述过程，直到数组完全排序。每次迭代只比较未排序部分的元素。

了解冒泡排序算法（附Java示例）

算法迭代次数为 n-1 (n为数组长度)。对于六个元素的数组，迭代五次即可完成排序，因为第五次迭代后，剩余最后一个元素自动排序。

代码实现及优化

基本实现:

public class BubbleSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {8, 2, 6, 4, 9, 1};
        System.out.println("未排序数组: " + java.util.Arrays.toString(arr));
        bubbleSort(arr);
        System.out.println("已排序数组: " + java.util.Arrays.toString(arr));
    }

    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        int size = arr.length;
        for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
            for (int j = 0; j < size - i - 1; j++) {
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
        }
    }
}

运行结果：

未排序数组: [8, 2, 6, 4, 9, 1]
已排序数组: [1, 2, 4, 6, 8, 9]

优化实现: 为了提高效率，可以添加一个标志位 swapped，判断是否发生过交换。如果某次迭代没有发生交换，则说明数组已排序，可以提前结束循环。

public static void bubbleSortOptimized(int[] arr) {
    int size = arr.length;
    boolean swapped;
    for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
        swapped = false;
        for (int j = 0; j < size - i - 1; j++) {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
                swapped = true;
            }
        }
        if (!swapped) break; // 数组已排序，提前结束
    }
}

算法复杂度分析