一 冒泡排序

    科技2022-07-27  134

    此博客用于个人学习,来源于算法的书籍和网上的资料,对知识点进行一个整理。

    1. 概述:

    冒泡排序是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列,一次比较两个元素,如果它们的顺序错误就把它们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。

    2. 算法描述:

    比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换它们两个;对每一对相邻元素作同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对,这样在最后的元素应该会是最大的数;针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个;重复步骤1~3,直到排序完成。

    3. 代码实现:

    /** * 冒泡排序 */ public class BubbleSort { public static void sort(Comparable[] a){ int N = a.length; for (int i = 0;i < N - 1;i ++){ for (int j = 0;(j < N - 1 - i) && less(a[j],a[i]);j ++){ exchange(a,i,j); } //由于遍历的元素数量逐渐减小,如果有序就不需要继续冒泡 if (isSorted(a)) break; } } private static boolean less(Comparable v,Comparable w){ return v.compareTo(w) < 0; } private static void exchange(Comparable[] a,int i,int j){ Comparable t = a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = t; } private static void show(Comparable[] a){ //在单行中打印数组 for (int i = 0;i < a.length;i++){ System.out.println(a[i]+" "); } System.out.println(); } /** * 测试数组元素是否有序 * @param a * @return */ public static boolean isSorted(Comparable[] a){ for (int i = 1;i < a.length;i++){ if (less(a[i],a[i-1])){ return false; } } return true; } }

    4. 优点:

    每进行一趟排序,就会少比较一次,因为每进行一趟排序都会找出一个较大值。比如,第一趟比较之后,排在最后的一个数一定是最大的一个数,第二趟排序的时候,只需要比较除了最后一个数以外的其他的数,同样也能找出一个最大的数排在参与第二趟比较的数后面,第三趟比较的时候,只需要比较除了最后两个数以外的其他的数,以此类推……也就是说,没进行一趟比较,每一趟少比较一次,一定程度上减少了算法的量。

    5. 算法分析:

    时间复杂度:推广到数量为 n 的规模的话,那就需要 (n-1) + (n-2) +…+2+1 次,即为一个等差数列,根据复杂度的规则,去掉低阶项(也就是 n/2),并去掉常数系数,那复杂度就是 O(n^2) 了。 空间复杂度 :由于 temp 变量在一开始定义了,只有那一行对于内存进行了调用, 空间复杂度 为 O(1)。稳定性:因为在交换的时候,如果两个元素大小相同,那么就不交换[ less( a[j],a[i] ){交换}],相同元素不会因为算法中哪条语句相互交换位置的,因此是稳定的。
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