前言
冒泡排序应该是很多小伙伴的最爱,简单、直接、好理解;回顾以往参与和阅读的项目,凡是牵涉自定义排序的算法,很大一部分都在用冒泡,其中很多都忽略了一个关键点;来,咱们细细品…
正文
1. 冒泡排序算法思想
冒泡排序(Bubble Sort)是属于交换排序的一种,顾名思义,就是一个元素,依次和相邻元素进行比较(升序或降序),然后进行交换,这个过程就称为冒泡。
算法思想
从前往后(或从后往前)依次比较待排序数据中相邻的两个元素的值,若符合交换条件,则进行交换,直到待排序数据比较完,这样的过程就称为“一趟”冒泡排序;最终完成排序,最多需要n-1趟排序;(n代表元素个数)。
每一趟排序都让一个元素移动到最终的位置,在之后的冒泡排序中就无需再对比了。
如果在一趟排序过程中未发生“交换”,则算法可提前结束; 这是个关键,很多小伙伴会忽略。
2. 冒泡排序算法实现与解析
代码实现(升序):
运行效果如下:
步骤解析(升序):
上图步骤说明:
上图中分三趟排序,每一趟的交换过程根据箭头方向进行,其中每一行中的绿色方框代表的是当趟排序需要交互的数据。
第一趟中,对原始数据array开始遍历,这里使用的是从往后的方式;
第一趟第一步,对比后面两个元素9和3, 9大于3,所以9和3交换位置;
第一趟第二步,对比相邻两个元素1和3, 1小于3,不需要交换;
第一趟第三步,对比相邻两个元素6和1, 6大于1,所以6和1交换位置;
第一趟第四步,对比相邻两个元素5和1, 5大于1,所以5和1交换位置;
第一趟第五步,对比相邻两个元素2和1, 2大于1,所以2和1交换位置;遍历完成,第一趟排序结束,得到结果1、2、5、6、3、9;这里确定了元素1的最终位置,后续不在需要对比了;代码实现是这样的,但为了好理解,画图的时候都体现了一下。
第二趟排序,接着第一趟的排序结果进行冒泡排序;
第二趟第一步,对比后面两个元素3和9, 3小于9,不需要交换;
第二趟第二步,对比相邻两个元素6和3, 6大于3,所以6和3交换位置;
第二趟第三步,对比相邻两个元素5和3,5大于3,所以5和3交换位置;
第二趟第四步,对比相邻两个元素2和3, 2小于3,不需要交换;
第二趟第五步,对比相邻两个元素1和2, 1小于2,不需要交换;遍历完成,第二趟排序结束,得到结果1、2、3、5、6、9;其实这步没有,因为第一步已经确定了元素1的位置,可以不进行比对;这里只是便于理解虚拟出这一步。
第三趟排序,接着第二趟排序结果进行冒泡排序;
依次比较第二次结果的数据,最后发现没有数据进行交互,则排序结束,数据已经排好序;不需要再遍历,到此,整个冒泡排序完成;
3. 冒泡排序算法性能分析
时间复杂度
时间复杂度最坏情况就是待排序数据和要的结果完全逆序,则需要的比较的次数为:(n-1)+(n-2)+(n-3)+…+1,则最坏的时间复杂度为O(n2)。最好的时间复杂度就是待排序数据和要的结果完全一致,则比较n-1次即可,则最好的时间复杂度为O(n);所以最后的平均时间复杂度为O(n2)。
空间复杂度
在算法核心部分只采用了固定的几个中间变量(i,j,lengh,bChange),所以算法过程中消耗的内存是一个常量,则空间复杂度为O(1);
稳定性
由于在排序过程中是通过大于符号或小于符号进行比较,当等于时是不进行位置交换的,所以此算法是稳定的。
综上所述,冒泡排序的时间复杂度为O(n2),空间复杂度为O(1),是不稳定算法;
总结
冒泡排序关键点一定要注意哦:
每趟排序会确定一个元素的最终位置,这个元素在下一趟排序中可以不进行比较了;
如果在一趟排序中没有发生数据交换,则代表数据列表已经有序,可以终止排序啦;
从上面可以看出,冒泡排序虽然简单,但需要依次遍历元素进行比较,当数据元素过多时,比较次数就越多;那有没有减少比较次数的解决方案呢;答案当然是肯定的,下期一起来聊聊快速排序。
感谢小伙伴的:点赞、收藏和评论,下期继续~~~
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