算法四之冒泡排序
一、冒泡排序(Bubble Sort)思想
(1)冒泡排序(Bubble Sort),是一種計算機科學(xué)領(lǐng)域的較簡單的排序算法。
它重復(fù)地走訪過要排序的數(shù)列,一次比較兩個元素,如果他們的順序錯誤就把他們交換過來。走訪數(shù)列的工作是重復(fù)地進行直到?jīng)]有再需要交換,也就是說該數(shù)列已經(jīng)排序完成。
這個算法的名字由來是因為越大的元素會經(jīng)由交換慢慢“浮”到數(shù)列的頂端,故名。
(2)冒泡排序算法的運作如下:(從后往前)
比較相鄰的元素。如果第一個比第二個大,就交換他們兩個。 對每一對相鄰元素作同樣的工作,從開始第一對到結(jié)尾的最后一對。在這一點,最后的元素應(yīng)該會是最大的數(shù)。 針對所有的元素重復(fù)以上的步驟,除了最后一個。 持續(xù)每次對越來越少的元素重復(fù)上面的步驟,直到?jīng)]有任何一對數(shù)字需要比較。
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二、算法實現(xiàn)
簡單算法:
public static void bubbleSort(int[] data) {int temp;//臨時空間//data.length - 1趟for (int i = 0; i < data.length - 1; i++) {//data.length - 1 - i內(nèi)兩兩比較交換for (int j = 0; j < data.length - i - 1; j++) {if(data[j]>data[j+1]){temp=data[j];data[j]=data[j+1];data[j+1]=temp;}}}}?
優(yōu)化算法一:
public static void bubbleSort(int[] data) {boolean flag; //用來沒有記錄交換int temp;//臨時空間//data.length - 1趟for (int i = 0; i < data.length - 1; i++) {flag=true;//初始化沒有交換標志//data.length - 1 - i內(nèi)兩兩比較交換for (int j = 0; j < data.length - i - 1; j++) {if(data[j]>data[j+1]){temp=data[j];data[j]=data[j+1];data[j+1]=temp;flag=false;}}//一趟沒有交換,則退出if(flag){break;}}}?
優(yōu)化算法二:
public static void bubbleSort(int[] data) {int limit=data.length-1; //用來保存最后交換記錄int limitTemp;int temp;//臨時空間//data.length - 1趟while(limit>0) {limitTemp=limit;//初始化次數(shù)limit=0;//len內(nèi)兩兩比較交換for (int j = 0; j < limitTemp ; j++) {if(data[j]>data[j+1]){limit=j;temp=data[j];data[j]=data[j+1];data[j+1]=temp;}} }}?
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三、算法復(fù)雜度
若文件的初始狀態(tài)是正序的,一趟掃描即可完成排序。所需的關(guān)鍵字比較次數(shù)??和記錄移動次數(shù)?均達到最小值:??,??。所以,冒泡排序最好的時間復(fù)雜度為?。
若初始文件是反序的,需要進行n-1?趟排序。每趟排序要進行n-i次關(guān)鍵字的比較(1≤i≤n-1),且每次比較都必須移動記錄三次來達到交換記錄位置。在這種情況下,比較和移動次數(shù)均達到最大值: 冒泡排序的最壞時間復(fù)雜度為 ? 。 綜上,因此冒泡排序總的平均時間復(fù)雜度為??。最優(yōu)的時間復(fù)雜度為:O( n2 ) ,有的說 O(n)這是經(jīng)過優(yōu)化的算法;?最差的時間復(fù)雜度為:O( n2 );?平均的時間復(fù)雜度為:O( n2 );
空間復(fù)雜度就是在交換元素時那個臨時變量所占的內(nèi)存空間,最優(yōu)的空間復(fù)雜度就是開始元素順序已經(jīng)排好了,則空間復(fù)雜度為:0;最差的空間復(fù)雜度就是開始元素逆序排序了,則空間復(fù)雜度為:O(n);平均的空間復(fù)雜度為:O(1);算法穩(wěn)定性
冒泡排序就是把小的元素往前調(diào)或者把大的元素往后調(diào)。比較是相鄰的兩個元素比較,交換也發(fā)生在這兩個元素之間。所以,如果兩個元素相等,我想你是不會再無聊地把他們倆交換一下的;如果兩個相等的元素沒有相鄰,那么即使通過前面的兩兩交換把兩個相鄰起來,這時候也不會交換,所以相同元素的前后順序并沒有改變,所以冒泡排序是一種穩(wěn)定排序算法。?
總結(jié)
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