码迷,mamicode.com
首页 > 编程语言 > 详细

排序一 冒泡排序

时间:2015-03-03 18:22:38      阅读:187      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:

要点
冒泡排序是一种交换排序

什么是交换排序呢?

交换排序:两两比较待排序的关键字,并交换不满足次序要求的那对数,直到整个表都满足次序要求为止。

 

算法思想

它重复地走访过要排序的数列,一次比较两个元素,如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访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。

这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端,故名。
技术分享

图-冒泡排序示例图

冒泡排序算法的执行步骤如下:(从后往前)
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。在这一点,最后的元素应该会是最大的数。
3、针对所有的元素重复1、2的步骤,除了最后一个。
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。

核心代码

public void bubbleSort(int[] list) {
    int temp = 0; // 用来交换的临时数

    
// 要遍历的次数
    for (int i = 0; i < list.length - 1; i++) {
        // 从后向前依次的比较相邻两个数的大小,遍历一次后,把数组中第i小的数放在第i个位置上
        for (int j = list.length - 1; j > i; j--) {                    
            // 比较相邻的元素,如果前面的数大于后面的数,则交换
            if (list[j - 1] > list[j]) {
                temp = list[j - 1];
                list[j - 1] = list[j];
                list[j] = temp;
            }
        }
    }
}



算法分析

冒泡排序算法的性能

排序类别 排序方法 时间复杂度 空间复杂度 稳定性 复杂性
平均情况 最坏情况 最好情况
交换排序 冒泡排序
O(N2)
O(N2) O(Nlog2N) O(1) 稳定 简单


时间复杂度
若文件的初始状态是正序的,一趟扫描即可完成排序。所需的关键字比较次数C和记录移动次数M均达到最小值:Cmin = N - 1, Mmin = 0。所以,冒泡排序最好时间复杂度为O(N)。
若初始文件是反序的,需要进行 N -1 趟排序。每趟排序要进行 N - i 次关键字的比较(1 ≤ i ≤ N - 1),且每次比较都必须移动记录三次来达到交换记录位置。在这种情况下,比较和移动次数均达到最大值:
Cmax = N(N-1)/2 = O(N2)
Cmax = 3N(N-1)/2 = O(N2)
冒泡排序的最坏时间复杂度为O(N2)。
因此,冒泡排序的平均时间复杂度为O(N2)。
总结起来,其实就是一句话:当数据越接近正序时,冒泡排序性能约好

 

算法稳定性
冒泡排序就是把小的元素往前调或者把大的元素往后调。比较是相邻的两个元素比较,交换也发生在这两个元素之间。

所以相同元素的前后顺序并没有改变,所以冒泡排序是一种稳定排序算法



优化


对冒泡排序常见的改进方法是加入标志性变量exchange,用于标志某一趟排序过程中是否有数据交换。

如果进行某一趟排序时并没有进行数据交换,则说明数据已经按要求排列好,可立即结束排序,避免不必要的比较过程。

核心代码

public static void bubbleSort_2(int[] list) {
    int temp = 0; // 用来交换的临时数
    boolean bChange = false// 交换标志
    
    
// 要遍历的次数
    for (int i = 0; i < list.length - 1; i++) {
        bChange = false;
        // 从后向前依次的比较相邻两个数的大小,遍历一次后,把数组中第i小的数放在第i个位置上
        for (int j = list.length - 1; j > i; j--) {
            // 比较相邻的元素,如果前面的数大于后面的数,则交换
            if (list[j - 1] > list[j]) {
                temp = list[j - 1];
                list[j - 1] = list[j];
                list[j] = temp;
                bChange = true;
            }
        }
        
        // 如果标志为false,说明本轮遍历没有交换,已经是有序数列,可以结束排序
        if (false == bChange)
            break;
    }
}



完整参考代码
JAVA版本

代码实现
技术分享
 1 import java.util.Random;
 2 
 3 public class BubbleSort {
 4 
 5     public void bubbleSort(int[] list) {
 6         int temp = 0; // 用来交换的临时数
 7 
 8         // 要遍历的次数
 9         for (int i = 0; i < list.length - 1; i++) {
10             // 从后向前依次的比较相邻两个数的大小,遍历一次后,把数组中第i小的数放在第i个位置上
11             for (int j = list.length - 1; j > i; j--) {
12                 // 比较相邻的元素,如果前面的数大于后面的数,则交换
13                 if (list[j - 1] > list[j]) {
14                     temp = list[j - 1];
15                     list[j - 1] = list[j];
16                     list[j] = temp;
17                 }
18             }
19             
20             System.out.format("第 %d 趟:\t", i);
21             printAll(list);
22         }
23     }
24 
25     // 对 bubbleSort 的优化算法
26     public void bubbleSort_2(int[] list) {
27         int temp = 0; // 用来交换的临时数
28         boolean bChange = false// 交换标志
29 
30         // 要遍历的次数
31         for (int i = 0; i < list.length - 1; i++) {
32             bChange = false;
33             // 从后向前依次的比较相邻两个数的大小,遍历一次后,把数组中第i小的数放在第i个位置上
34             for (int j = list.length - 1; j > i; j--) {
35                 // 比较相邻的元素,如果前面的数大于后面的数,则交换
36                 if (list[j - 1] > list[j]) {
37                     temp = list[j - 1];
38                     list[j - 1] = list[j];
39                     list[j] = temp;
40                     bChange = true;
41                 }
42             }
43 
44             // 如果标志为false,说明本轮遍历没有交换,已经是有序数列,可以结束排序
45             if (false == bChange)
46                 break;
47             
48             System.out.format("第 %d 趟:\t", i);
49             printAll(list);
50         }
51     }
52 
53     // 打印完整序列
54     public void printAll(int[] list) {
55         for (int value : list) {
56             System.out.print(value + "\t");
57         }
58         System.out.println();
59     }
60 
61     public static void main(String[] args) {
62         // 初始化一个随机序列
63         final int MAX_SIZE = 10;
64         int[] array = new int[MAX_SIZE];
65         Random random = new Random();
66         for (int i = 0; i < MAX_SIZE; i++) {
67             array[i] = random.nextInt(MAX_SIZE);
68         }
69         
70         // 调用冒泡排序方法
71         BubbleSort bubble = new BubbleSort();
72         System.out.print("排序前:\t");
73         bubble.printAll(array);
74 //        bubble.bubbleSort(array);
75         bubble.bubbleSort_2(array);
76         System.out.print("排序后:\t");
77         bubble.printAll(array);
78     }
79 }
冒泡排序之JAVA代码实现


运行结果

排序前:    4    8    7    0    5    5    3    2    3    9    
第 0 趟:    0    4    8    7    2    5    5    3    3    9    
第 1 趟:    0    2    4    8    7    3    5    5    3    9    
第 2 趟:    0    2    3    4    8    7    3    5    5    9    
第 3 趟:    0    2    3    3    4    8    7    5    5    9    
第 4 趟:    0    2    3    3    4    5    8    7    5    9    
第 5 趟:    0    2    3    3    4    5    5    8    7    9    
第 6 趟:    0    2    3    3    4    5    5    7    8    9    
排序后:    0    2    3    3    4    5    5    7    8    9   



参考资料
《数据结构习题与解析》(B级第3版)

排序一 冒泡排序

标签:

原文地址:http://www.cnblogs.com/jingmoxukong/p/4302718.html

(0)
(0)
   
举报
评论 一句话评论(0
登录后才能评论!
© 2014 mamicode.com 版权所有  联系我们:gaon5@hotmail.com
迷上了代码!