一. 数组的冒泡排序

冒泡排序 ：相邻的两个元素两两比较,元素值较大的元素依次向后置换.

冒泡排序的基本原理：
  相邻元素两两比较，大的往后放。
  第一次比较，比较完毕后，最大值就出现在了最大索引处。
  第二次比较，比较完毕后，次最大值就出现在了次最大索引处
  ......
  最终我们得到了一个排序好的数组

交换两个数
Q:如何交换两个数据呢?
int a = 10;
int b = 20;

A:采用临时变量
int temp = a;
a = b;
b = temp;

1.1 图解说明数组的冒泡排序

数组排序之冒泡排序原理图解

image.png

原始数组 arr

     --------------------------
     | 24 | 69 | 80 | 57 | 13 |
     --------------------------
       0    1    2    3    4

第一次比较:
找到最大的值

     --------------------------
     |【24】| 69 | 80 | 57 | 13 |  【不交换】
     --------------------------
       0 -> 1    2    3    4

     --------------------------
     | 24 |【69】| 80 | 57 | 13 |  【不交换】
     --------------------------
       0    1 ->  2    3    4

     --------------------------              temp=arr[2];
     | 24 | 69 |【80】| 57 | 13 |  【交换2和3】 arr[2]=arr[3];
     --------------------------              arr[3]=temp;
       0    1    2 ->  3    4

     --------------------------              temp=arr[3];
     | 24 | 69 | 57 |【80】| 13 |  【交换3和4】 arr[3]=arr[4];
     --------------------------              arr[4]=temp;
       0    1    2    3  ->  4

     --------------------------
     | 24 | 69 | 57 | 13 |【80】|  【第一次比较完毕】
     --------------------------
       0 -> 1 -> 2 -> 3 ->  4

第二次比较:
找到第二大的值

     --------------------------
     |【24】| 69 | 57 | 13 | 80 |  【不交换】
     --------------------------
       0  -> 1    2    3    4

     --------------------------
     | 24 |【69】| 57 | 13 | 80 |  【交换1和2】
     --------------------------
       0    1  ->  2   3    4

     --------------------------
     | 24 | 57 |【69】| 13 | 80 |  【交换2和3】
     --------------------------
       0    1    2  ->  3   4

     --------------------------
     | 24 | 57 | 13 |【69】|【80】|  【第二次比较完毕】 得到了最大值arr[4]和次最大值arr[3]
     --------------------------
       0 -> 1 -> 2 -> 3 ->  4

......

第四次比较
找到第4大的值

     -------------------------------
     |【13】|【24】|【57】|【69】|【80】|  【第四次比较完毕】
     -------------------------------
       0  -> 1  -> 2  -> 3  ->  4

规律:
规律一：
  第一次比较完毕后，下一次的比较就会少一个元素参加;
  第一次比较，5个元素，比较4次(arr.length - 1);
  第二次比较，5个元素，比较3次(arr.length - 2);
  ...
  第n次比较，5个元素，比较5-n次(arr.length - n);

规律二：
  总共需要比较 arr.length - 1 次。

1.2 代码实现

代码:

package Java_study;

/**
 * 
 * @author   只是甲
 * @date     2021-07-01
 * @remark   冒泡排序
 *
 */
public class array1 {
    public static void main(String[] args) {
        //初始数组(静态初始化)
        int[] arr1 = {24, 69, 80, 57, 13};
        
        for (int i = 1; i < arr1.length; i++) {
            bubbleSortOnce(arr1, i);
            printArr(arr1, i);
        }
    }
    
    /**
     * @remark 按照格式打印数组
     * @param arr 待排序的数组
     * @param count
     */
    public static void printArr(int[] arr, int count) {
        System.out.print("\r\n第" + count + "次比较结果:[");
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            sb.append(arr[i] + ",");
        }
        //去掉最后一个逗号
        System.out.print(new StringBuilder(sb.toString().substring(0, sb.length() - 1)).append("]"));
    }
    
    /**
     * @remark 冒泡排序一次
     * @param arr
     * @param count 第n次比较，5个元素，比较5-n次(arr.length - n);
     */
    public static void bubbleSortOnce(int[] arr, int count) {
        for (int i = 0; i < arr.length - count; i++) {
            if (arr[i] > arr[i + 1]) {
                int temp = arr[i];
                arr[i] = arr[i+1];
                arr[i + 1] = temp;
            }
        }
    }

}

测试记录:

第1次比较结果:[24,69,57,13,80]
第2次比较结果:[24,57,13,69,80]
第3次比较结果:[24,13,57,69,80]
第4次比较结果:[13,24,57,69,80]

二. Arrays工具类

Arrays ：提供了对数组操作的各种方法。

public static String toString(int[] a):把数组转成字符串
public static void sort(int[] a):对数组进行升序排序

Arrays类中构造方法的问题：

1. Arrays类中真的没有构造方法吗?
   一个类中没有构造方法，系统将提供一个无参构造方法。
   而我们在帮助文档中没有看到Arrays类的构造方法，这是为什么呢?
   Arrays类中有构造方法，只不过构造方法被private修饰，外界是无法使用的。因为外界无法使用，所以帮助文档中就看不到。
2. 通过查看源码，我们找到了如下的内容：

private Arrays() {}

工具类的设计思想（Arrays、Math、Collections）：

1. 构造方法私有;
2. 成员都用static修饰;

代码:

package Java_study;

import java.util.Arrays;

/**
 * 
 * @author  只是甲
 * @date    2021-07-01
 * @remark   Arrays类的概述和使用
 *
 */
public class array2 {
    public static void main(String[] args) {
        //定义一个数组
        int[] arr = {24, 69, 80, 57, 13};
        
        //public static String toString(int[] a):把数组转成字符串
        System.out.println("排序前：" + Arrays.toString(arr));
        
        //public static void sort(int[] a):对数组进行升序排序
        Arrays.sort(arr);
        
        System.out.println("排序后：" + Arrays.toString(arr));
    }

}

测试记录:

排序前：[24, 69, 80, 57, 13]
排序后：[13, 24, 57, 69, 80]

参考:

1. https://blog.csdn.net/qq_43529621/article/details/115858596