Java冒泡排序算法之：变种版

什么是冒泡排序算法？

冒泡排序是一种简单的排序算法，通过多次遍历待排序的数组，逐步将最大的（或最小的）元素"冒泡"到数组的一端。它以其操作过程类似气泡从水底冒至水面而得名。

冒泡排序的工作原理

比较相邻元素： 从数组的第一个元素开始，逐个比较相邻的两个元素。如果前一个元素比后一个元素大（升序排序），则交换它们的位置。
将最大值（或最小值）移动到数组一端： 在每一轮遍历中，未排序部分的最大值（或最小值）会逐步移动到数组的末端。
重复以上步骤： 每次遍历的范围减小，直到整个数组有序。

代码实现

以下是冒泡排序的 Java 实现代码：

java 复制代码

public class BubbleSort {
    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        int n = arr.length;
        // 外层循环表示需要进行的轮数
        for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
            boolean swapped = false; // 标志位，用于优化
            // 内层循环比较相邻元素
            for (int j = 0; j < n - 1 - i; j++) {
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    // 如果前一个元素比后一个大，交换它们
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                    swapped = true; // 标记发生了交换
                }
            }
            // 如果某一轮没有发生交换，说明数组已经有序
            if (!swapped) {
                break;
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {5, 2, 9, 1, 5, 6};
        System.out.println("排序前：");
        for (int num : arr) {
            System.out.print(num + " ");
        }
        System.out.println();

        bubbleSort(arr);

        System.out.println("排序后：");
        for (int num : arr) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
}

示例运行结果

输入：
arr = {5, 2, 9, 1, 5, 6}

输出：

排序前：5 2 9 1 5 6

排序后：1 2 5 5 6 9

当然，基于传统的冒泡排序算法，我们还有其一种变种，简易代码实现如下：

java 复制代码

public static void sort(int [] data){
    for (int j = 0;j < data.length-1;j++){
        int m = j;
        for (int k = j + 1;k < data.length;k++){
            if (data[k] < data[m]){
               m = k;
            }
        }
    int temp = data[m];
    int[m] = data[j];
    data[j] = temp;

    /*end of the loop*/
   }
}

可以说，传统冒泡是像一个大泡泡从底部向上冒一样，最终是由末尾的大数向小数排，而这种变种呢跟其恰好相反，是由开头的小数向大数排。

冒泡排序的时间复杂度

时间复杂度：
- 最好情况（数组已排序）：O(n)O(n)O(n) （优化后）。
- 最坏情况（数组逆序）：O(n2)O(n^2)O(n2)。
- 平均情况：O(n2)O(n^2)O(n2)。
空间复杂度：
- O(1)O(1)O(1)（仅需常量级的额外空间）。

总结

冒泡排序虽然简单，但由于其效率较低，通常适用于小规模数据集或教学演示中。更高效的排序算法如快速排序或归并排序更适合实际应用场景。