冒泡排序是一种简单的排序算法。它重复地遍历要排序的数组，比较相邻两个元素，如果他们的顺序错误就交换他们的位置，直到遍历完整个数组。
实现步骤
以下是冒泡排序的实现过程：
- 从数组的第一个元素开始，对相邻的两个元素进行比较，如果第一个元素比第二个元素大，则交换它们的位置。
- 继续进行比较，直到把最大的元素放到了最后一个位置。
- 重复以上步骤，但是不包括已经排序好的最后一个元素（因为它已经排好序了），直到整个数组都被排序好。
实现代码
java
import java.util.Arrays;
public class BubbleSort {
public static void main(String[] args){
int[] arr = { 4,7,2,8,3,5,0,10};
// 排序
bubbleSort(arr);
// 输出结果
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
// 普通实现
public static void bubbleSort(int[] arr){
// i : 表示已经排好序的个数
// arr.length -1 : 表示数组最后一个元素就不用排序了。
for(int i = 0; i < arr.length - 1 ; i++){
// j ：当前比较的位置。
// arr.length-i-1 : 表示后面的已经排好序的不用在参与排序。
for(int j = 0;j < arr.length - 1 - i; j++){
// 当前元素和后一个元素比较，如果当前元素比后一个元素大，就交换。
if(arr[j] > arr[j+1]){
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
}
}
}
}测试结果
产生问题
对于已经排好序的数组，冒泡排序算法的缺点是它仍然会执行完所有的比较和交换操作，即使在每一轮中没有发生任何交换。
为了改进冒泡排序算法在已经排好序的情况下的效率，可以引入一个标志变量来判断是否发生了交换。如果在一轮中没有发生任何交换，说明数组已经是有序的，可以提前结束排序过程。
改进代码
以下是改进后的代码：
java
// 改进实现
public static void bubbleSort2(int[] arr){
// 定义一个变量，用于记录是否发生过交换。
boolean flag = true;
// i : 表示已经排好序的个数
// arr.length -1 : 表示数组最后一个元素就不用排序了。
for(int i = 0; i < arr.length - 1 ; i++){
// j ：当前比较的位置。
// arr.length-i-1 : 表示后面的已经排好序的不用在参与排序。
for(int j = 0;j < arr.length - 1 - i; j++){
// 当前元素和后一个元素比较，如果当前元素比后一个元素大，就交换。
if(arr[j] > arr[j+1]){
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
// 如果发生过交换就设置标志为false
flag = false;
}
}
// 如果到这里flag任然为true；说明一次都没有交换过，数组就已经是排好序的了。
if(flag){
break;
}
}
}前后对比
java
import java.util.Arrays;
public class BubbleSort {
public static void main(String[] args){
int[] arr = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15};
int[] arr2 = Arrays.copyOf(arr, arr.length);
// 改进前的
bubbleSort(arr);
// 改进后的
bubbleSort2(arr2);
// 输出结果
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
// 普通实现
public static void bubbleSort(int[] arr){
// 统计循环次数
int count = 0;
// i : 表示已经排好序的个数
// arr.length -1 : 表示数组最后一个元素就不用排序了。
for(int i = 0; i < arr.length - 1 ; i++){
// j ：当前比较的位置。
// arr.length-i-1 : 表示后面的已经排好序的不用在参与排序。
for(int j = 0;j < arr.length - 1 - i; j++){
// 当前元素和后一个元素比较，如果当前元素比后一个元素大，就交换。
if(arr[j] > arr[j+1]){
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
}
count++;
}
}
System.out.println("普通实现冒泡排序的循环次数：" + count);
}
// 改进实现
public static void bubbleSort2(int[] arr){
// 统计循环次数
int count = 0;
// 定义一个变量，用于记录是否发生过交换。
boolean flag = true;
// i : 表示已经排好序的个数
// arr.length -1 : 表示数组最后一个元素就不用排序了。
for(int i = 0; i < arr.length - 1 ; i++){
// j ：当前比较的位置。
// arr.length-i-1 : 表示后面的已经排好序的不用在参与排序。
for(int j = 0;j < arr.length - 1 - i; j++){
// 当前元素和后一个元素比较，如果当前元素比后一个元素大，就交换。
if(arr[j] > arr[j+1]){
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
// 如果发生过交换就设置标志为false
flag = false;
}
count++;
}
// 如果到这里flag任然为true；说明一次都没有交换过，数组就已经是排好序的了。
if(flag){
break;
}
}
System.out.println("改进后实现冒泡排序的循环次数：" + count);
}
}