Java排序算法之冒泡排序

1. 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。

假设数组长度为n，冒泡排序共执行n-1次排序，在第i次排序中对从第一个元素到第n-i个元素进行两两遍历，如果右边小于左边则进行交换。

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.演示示例

1）一共进行（数组大小-1）次大的循环

2）每一趟排序的次数在逐渐减小

3）【优化】如果在某趟排序中，没有进行一次交换，可以提前结束冒泡排序。

4）时间复杂度：O(n²)

3.代码实现

// 将前面额冒泡排序算法，封装成一个方法
public static void bubbleSort(int[] arr) {
    // 冒泡排序 的时间复杂度 O(n^2), 自己写出
    int temp = 0; // 临时变量
    boolean flag = false; // 标识变量，表示是否进行过交换
    for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {

        for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
            // 如果前面的数比后面的数大，则交换
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                flag = true;
                temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
        }
        //System.out.println("第" + (i + 1) + "趟排序后的数组");
        //System.out.println(Arrays.toString(arr));

        if (!flag) { // 在一趟排序中，一次交换都没有发生过
            break;
        } else {
            flag = false; // 重置flag!!!, 进行下次判断
        }
    }
}

测试（查看时间）：

public class BubbleSort {

    public static void main(String[] args) {
//        int arr[] = {3, 9, -1, 10, 20};
//        
//        System.out.println("排序前");
//        System.out.println(Arrays.toString(arr));
        //测试一下冒泡排序的速度O(n^2), 给80000个数据，测试
        //创建要给80000个的随机的数组
        int[] arr = new int[80000];
        for(int i =0; i < 80000;i++) {
            arr[i] = (int)(Math.random() * 8000000); //生成一个[0, 8000000) 数
        }
        
        Date data1 = new Date();
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        String date1Str = simpleDateFormat.format(data1);
        System.out.println("排序前的时间是=" + date1Str);
        
        //测试冒泡排序
        bubbleSort(arr);
        
        Date data2 = new Date();
        String date2Str = simpleDateFormat.format(data2);
        System.out.println("排序后的时间是=" + date2Str);
        
        //System.out.println("排序后");
        //System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}