数据结构排序算法之冒泡排序
创始人
2024-02-06 03:07:15

一 相关概念

稳定排序:如果原数据中a在b之前,而且a=b,排序后a任然在b之前
不稳定排序:如果原数据中a在b之前,而且a=b,排序后a在b之后
时间复杂度:对排序数据的总的操作次数,反映当n变化时候,操作次数呈现出什么规律
空间复杂度:指算法在计算机内执行时所需要的存储空间的度量,他也是数据规模n的函数。

二 冒泡排序原理

  1. 比较相邻的元素。如果前一个元素比后一个元素大,就交换这两个元素的位置。
  2. 对每一对相邻元素做同样的工作,从开始第一对元素到结尾的最后一对元素。最终最后位置的元素就是最大值。

三 动图分析

在这里插入图片描述

四 代码设计

4.1 API设计

在这里插入图片描述

4.2 API实现

public class Bubble {/*对数组a中的元素进行排序*/public static void sort(Comparable[] a){for(int i=a.length-1;i>0;i--){for(int j=0;j//{6,5,4,3,2,1}//比较索引j和索引j+1处的值if (greater(a[j],a[j+1])){exch(a,j,j+1);}}}}/*比较v元素是否大于w元素*/private static  boolean greater(Comparable v,Comparable w){return v.compareTo(w)>0;}/*数组元素i和j交换位置*/private static void exch(Comparable[] a,int i,int j){Comparable temp;temp = a[i];a[i]=a[j];a[j]=temp;}
}

4.3 测试代码

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);Integer[] a = {4, 5, 6, 3, 2, 1};Bubble.sort(a);System.out.println(Arrays.toString(a));}
}

4.4 测试结果

![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/a0ae9fa8c4694db89f4d10694a32ce8c.png

五 冒泡排序的时间复杂度分析

冒泡排序使用了双层for循环,其中内层循环的循环体是真正完成排序的代码,所以,
我们分析冒泡排序的时间复杂度,主要分析一下内层循环体的执行次数即可。
在最坏情况下,也就是假如要排序的元素为{6,5,4,3,2,1}逆序,那么:
元素比较的次数为:
(N-1)+(N-2)+(N-3)+…+2+1=((N-1)+1)(N-1)/2=N^2/2-N/2;
元素交换的次数为:
(N-1)+(N-2)+(N-3)+…+2+1=((N-1)+1)
(N-1)/2=N^2/2-N/2;
总执行次数为:
(N2/2-N/2)+(N2/2-N/2)=N^2-N;
按照大O推导法则,保留函数中的最高阶项那么最终冒泡排序的时间复杂度为O(N^2)

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