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《Java 实现冒泡排序：详细解析与示例代码》

article 2024/11/5 13:28:39

一、引言

二、冒泡排序原理

三、代码分析

1. 代码整体结构

2. main方法

3. sort 方法

四、测试结果

一、引言

排序算法在计算机科学领域中是非常基础且重要的一部分，它能够帮助我们将一组无序的数据按照特定的顺序（如升序或降序）进行排列，以便于后续的处理和分析。冒泡排序作为一种简单直观的排序算法，虽然在实际应用中可能不是效率最高的，但却是学习排序算法的一个很好的入门点。在这篇博客中，我们将详细解析一段用 Java 实现冒泡排序的代码。

二、冒泡排序原理

冒泡排序的基本思想是通过反复比较相邻的两个元素，如果它们的顺序不符合要求（例如在升序排序中，前面的元素大于后面的元素），就将它们交换位置。这样，每一轮比较都会将当前未排序部分中的最大元素 “浮” 到末尾，就像气泡从水底冒到水面一样，经过多轮比较，整个数组就会被排序完成。

三、代码分析

1. 代码整体结构

以下是我们要分析的 Java 代码实现冒泡排序的完整代码：

package 排序;

import java.util.Arrays;

public class BubbleSort {

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {5, 7, 4, 2, 0, 3, 1, 6};
        sort(arr);

        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

    public static void sort(int[] arr) {
        for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
            for (int i = 0; i < arr.length - 1 - j; i++) {
                if (arr[i] > arr[i + 1]) {
                    //进行交换
                    int temp = arr[i];
                    arr[i] = arr[i + 1];
                    arr[i + 1] = temp;
                }
            }
        }
    }
}

2. `main`方法

在 main 方法中，我们首先定义了一个整数数组 arr，并初始化它的值为 {5, 7, 4, 2, 0, 3, 1, 6}。这就是我们要进行排序的原始数组。

int[] arr = {5, 7, 4, 2, 0, 3, 1, 6};

然后，我们调用了 sort 方法，并将数组 arr 作为参数传递给它，目的是对这个数组进行排序操作。

sort(arr);

最后，在排序完成后，我们使用 Arrays.toString 方法将排序后的数组以字符串的形式输出到控制台，这样我们就可以直观地看到排序的结果。

System.out.println(Arrays.toString(arr));

3. `sort` 方法

sort 方法是实现冒泡排序核心逻辑的地方。

public static void sort(int[] arr) {
    for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
        for (int i = 0; i < arr.length - 1 - j; i++) {
            if (arr[i] > arr[i + 1]) {
                //进行交换
                int temp = arr[i];
                arr[i] = arr[i + 1];
                arr[i + 1] = temp;
            }
        }
    }
}

外层循环：这里使用了一个 for 循环，循环变量 j 从 0 开始，一直到数组的长度 arr.length。这个外层循环控制着排序的轮数，对于一个长度为 n 的数组，总共需要进行 n 轮排序。
内层循环：在内层，同样是一个 for 循环，循环变量 i 从 0 开始，到 arr.length - 1 - j 结束。这个内层循环负责在每一轮排序中比较相邻的元素。注意这里 arr.length - 1 - j 的原因是，随着每一轮排序的进行，已经有 j 个最大的元素被 “浮” 到了数组的末尾，所以在这一轮中，我们只需要比较前面还未完全排序的部分，也就是数组的前 arr.length - 1 - j 个元素。
元素比较与交换：在每一次内层循环中，如果发现当前元素 arr[i] 大于它后面的元素 arr[i + 1]，就通过一个临时变量 temp 来交换它们的位置，使得较大的元素往后移动，就像气泡往上冒一样。