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详解:冒泡排序

1.是什么

        冒泡排序(Bubble Sort)是一种简单的排序算法。它重复地遍历要排序的数列,一次比较两个元素,如果它们的顺序错误就把它们交换过来。遍历数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。    


冒泡排序的步骤:

  1. 比较相邻的元素:从列表的开始,比较相邻的两个元素,如果第一个元素比第二个元素大(对于升序排序),就交换它们的位置。
  2. 移动到下一个元素对:移动到下一对相邻元素,并重复步骤1,直到到达列表的末尾。
  3. 重复步骤1和2:对列表的每一对相邻元素重复上述步骤,直到没有交换发生,这表示列表已经排序完成。

示例:

假设我们有以下整数列表,我们将使用冒泡排序将其按升序排列:

        int[ ] arr={5, 2, 9, 1, 5, 6};



找规律:

(1)外层循环是5,一共有6个元素,外层循环次数相当于 arr.length-1。

(2)内层循环:可以这么理解:伸出你的手掌,5个手指头代表5个元素,每相邻的两个手指头都要进行一次比较,总共的次数就是5个手指头的空隙数量,5个手指头空隙数量就是4个。规律是由内循环推出外循环。

(3)两个元素进行交换是“三杯水的思想”,不懂的小伙伴可以参考:

         #将数组的元素内容反转-CSDN博客


代码示意:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {5, 2, 9, 1, 5, 6};
        int temp;
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
            System.out.println("第" + (i + 1) + "次循环,结果等于");
            for (int n = 0; n < arr.length; n++) {
                System.out.print(arr[n] + "\t");
            }
            System.out.println(); // 为了更好的格式化输出,添加一个换行
        }
    }
}

        那么 你想过如何优化代码来提高性能呢?

        假设遍历的数组是已经排好序的,那么用上面的代码来排序就进行了不必要的循环,那么如何优化代码呢?

        我们可以增加一个标识符来判断数组是否是排好序的,如果是,就可以提前退出循环,减少浪费的时间来提高性能

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
        boolean flag;
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            flag = false;
            for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                    flag = true;
                }
            }
            // 如果没有交换,数组已经排序完成
            if (!flag) {
                break;
            }
        }
        for (int n = 0; n < arr.length; n++) {
            System.out.print(arr[n] + "\t");
        }
    }
}

        这段代码设置了一个布尔类型的变量flag,如果在第一轮循环中没有进行元素交换(相当于数组是按顺序排好的)那么 内循环中 if 里面的代码没有执行,flag 是 false,(! flag是true)所以在第一轮循环结束后,下面的if 条件中判断为真,直接退出外层循环,这是提前退出排序,提高了排序性能 。

        除了这种优化方式,小伙伴们还有什么更好的优化方式呢?

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