文章目录
- 一：排序算法
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- [1.1 介绍](#1.1 介绍)
- [1.2 分类](#1.2 分类)
- 二：冒泡排序
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- [2.1 基本介绍](#2.1 基本介绍)
- [2.2 图解冒泡排序算法](#2.2 图解冒泡排序算法)
- [2.3 代码实现](#2.3 代码实现)
- 三：算法性能分析
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- [3.1 时间复杂度](#3.1 时间复杂度)
- [3.2 空间复杂度](#3.2 空间复杂度)
一：排序算法
1.1 介绍
排序也称排序算法(Sort Algorithm)，排序是将一组数据，依指定的顺序进行排列的过程。
1.2 分类
1) 内部排序
指将需要处理的所有数据都加载到内部存储器中进行排序。
2) 外部排序法
数据量过大，无法全部加载到内存中，需要借助外部存储进行排序。
3) 常见的排序算法分类
二：冒泡排序
2.1 基本介绍
冒泡排序（Bubble Sorting）的基本思想是：通过对待排序序列从前向后（从下标较小的元素开始）,依次比较相邻元素的值，若发现逆序则交换，使值较大的元素逐渐从前移向后部，就象水底下的气泡一样逐渐向上冒。
优化：因为排序的过程中，各元素不断接近自己的位置，如果一趟比较下来没有进行过交换，就说明序列有序，因此要在排序过程中设置
一个标志flag判断元素是否进行过交换。从而减少不必要的比较。(这里说的优化，可以在冒泡排序写好后，在进行)
2.2 图解冒泡排序算法
以3, 9, -1, 10, 20为例
第一趟排序
(1) 3, 9, -1, 10, 20 // 如果相邻的元素逆序就交换
(2) 3, -1, 9, 10, 20
(3) 3, -1, 9, 10, 20
(4) 3, -1, 9, 10, 20
第二趟排序
(1) -1, 3, 9, 10, 20 //交换
(2) -1, 3, 9, 10, 20
(3) -1, 3, 9, 10, 20
第三趟排序
(1) -1, 3, 9, 10, 20
(2) -1, 3, 9, 10, 20
第四趟排序
(1) -1, 3, 9, 10, 20
总结：
(1) 一共进行 数组的大小-1 次 大的循环
(2) 每一趟排序的次数在逐渐的减少
(3) 如果我们发现在某趟排序中，没有发生一次交换， 可以提前结束冒泡排序。这个就是优化
2.3 代码实现
java
/**
* @author ikun
* 冒泡排序
*/
public class BubbleSort {
/**
* 冒泡排序
* 冒泡排序的时间复杂度为O(n的平方)
*
* @param array 排序前的数组
* @return 排序后的数组
*/
public static int[] bubbleSort(int[] array) {
for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
//标识符，表示有没有进行过交换
boolean flag = false;
//内层循环控制两两比较的次数
//将最大的数排在最后，比较的次数就是数组长度减一次
for (int j = 0; j < array.length - 1 - i; j++) {
//两两比较交换位置,比较前后两个数，如果前面的数比后面的数大，则交换
if (array[j] > array[j + 1]) {
int temp = array[j];
array[j] = array[j + 1];
array[j + 1] = temp;
flag = true;
}
}
//System.out.println("第" + (i + 1) + "次排序后的数组为：" + Arrays.toString(array));
//表示没有发生过交换
if (!flag) {
//如果内层循环没有发生任何交换,则说明数组已经排好序了
break;
}
}
return array;
}
/**
* 这个方法用来测试冒泡排序
*/
public static void main(String[] args) {
//int[] array = {59, 66, 14, 89, 12, 16, 20, 63};
//测试一下冒泡排序的速度O(n的平方)，测试80000条数据
long start = System.currentTimeMillis();
int[] array = new int[8];
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
//Math.random() * 80000生成0到80000的随机数
array[i] = (int) (Math.random() * 100);
}
System.out.println("排序前的数组为：" + Arrays.toString(array));
int[] bubbleSort = bubbleSort(array);
System.out.println("排序后的数组为：" + Arrays.toString(bubbleSort));
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("执行时间为：" + (end - start));
}
}运行结果：
三：算法性能分析
3.1 时间复杂度
最优时间复杂度、最坏时间复杂度、平均时间复杂度都是O(n^2)。
3.2 空间复杂度
空间复杂度就是在交换元素时那个临时变量所占的内存空间；
最优的空间复杂度就是开始元素顺序已经排好了，则空间复杂度为：0；
最差的空间复杂度就是开始元素逆序排序了，则空间复杂度为：O(n)；
平均的空间复杂度为：O(1)；