排序算法篇_冒泡排序法
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冒泡排序法（Bubble Sort）是所有排序算法中最简单、最基本的一种。冒泡排序法的思路就是交换排序，通过相邻数据的交换来达到排序目的。
冒泡排序算法
冒泡排序算法通过多次比较和交换来实现排序，其排序流程如下：
- 对数组中的各数据，依次比较相邻的两元素的大小。
- 如果前面的数据大鱼后面的数据，就交换这两个数据。经过第一轮的多次比较排序后，变可把最小的数据排好。
- 再用同样的方法把剩下的数据逐个进行比较，最后便可按照从小到大的顺序排好数组各数据的顺序。
为了更清晰地理解冒泡排序算法的执行过程，这里我们举一个实际数据的例子来一步步的执行冒泡排序算法。对于五个整型数据 118、101、105、127、112，这是一组无序的数据。对其执行冒泡排序的过程，如下图所示。冒泡排序算法执行步骤如下：
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- 第1次排序，从数组的尾部开始向前依次比较。首先是127和112比较，由于127大于112，因此将数据112向上移动一位；同理，118和101比较，将数据101向前移动一位。此时排序后的数据为 101、118、105、112、127.
- 第2次排序，从数组的尾部开始向前依次比较。由于105和118比较，可以将数据105向前移动一位。此时排序后的数据为 101、105、118、112、127.
- 第3次排序，从数组的尾部开始向前依次比较。由于 112 和 118 比较，可以将数据118向前移动一位。此时排序后的数据为 101、105、112、118、127。
- 第4次排序，此时，各个数据已经按顺序排列好，所以无需再进行数据交换，最终排序的结果为：101、105、112、118、127。
从上面的列子，可以非常直观的了解到冒泡排序算法的执行过程。整个排序过程可以形象的类似于水泡的浮起过程，故因此而得名。冒泡排序算法对 N 个数据进行排序时，无论元数据有无顺序，都要进行 N-1步的中间排序。这种排序方法思路简单直观，但是缺点就是执行的步骤有点长，效率不是很高。
一种改进的方法，就是在每次中间排序后，比较一下数据是否已经按照顺序排列完成。如果排列完成则退出排序过程，否则就继续进行冒泡排序。这样，对于数据比较有规则的，可以加速算法执行过程。
冒泡排序算法的示例代码如下：
void bubbleSort(int[] datas) {
int temp;
for (int i = 1; i < datas.length; i++) {
for (int j = 0; j < datas.length - i; j++) {
if (datas[j] > datas[j + 1]) {
temp = datas[j];
datas[j] = datas[j + 1];
datas[j + 1] = temp;
}
}
System.out.print("第" + i + "步排序结果：");
for (int k = 0; k < datas.length; k++) {
System.out.print(" " + datas[k]);
}
System.out.print("\n");
}
}
在这里，输入参数datas一般为一个数组的首地址。待排序的原数据便保存在数组 datas中，程序中通过两层循环来对数据进行冒泡排序。我们可以结合前面的冒泡排序算法加深理解。
冒泡排序算法实例
有了前面的冒泡排序算法的基本思想和算法之后。这里通过一个完整的例子说明冒泡排序法在整型数组中的应用，程序代码如下：
public class BubbleSort {
static final int SIZE = 10;
public static void bubbleSort(int[] datas) {
int temp;
for (int i = 1; i < datas.length; i++) {
for (int j = 0; j < datas.length - i; j++) {
if (datas[j] > datas[j + 1]) {
temp = datas[j];
datas[j] = datas[j + 1];
datas[j + 1] = temp;
}
}
System.out.print("第" + i + "步排序结果：");
for (int k = 0; k < datas.length; k++) {
System.out.print(" " + datas[k]);
}
System.out.print("\n");
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] datas = new int[SIZE];
int i;
for (i = 0; i < SIZE; i++) {
datas[i] = (int) (100 + Math.random() * (100 + 1));
}
System.out.print("排序前的数组为：\n");
for (i = 0; i < SIZE; i++) {
System.out.print(datas[i] + " ");
}
System.out.print("\n");
bubbleSort(datas);
System.out.print("排序后的数组为：\n");
for (i = 0; i < SIZE; i++) {
System.out.print(datas[i] + " ");
}
}
}
在这里，程序定义符号常亮SIZE，用于表示需要排序的整型数组的大小。在主方法中，首先定义一个整型数组，对数组进行随机初始化，并输出数组内容。接着调用冒泡排序算法的方法对数组排序。最后，输出排序后的数组。
程序的执行结果如下图所示。这里，显示了每一步的排序结果。从中可以看出从第六步开始，便已经完成对数据的排序，但算法还是进行了后续的比较步骤。通过前面的说明，加入判断部分，使其尽早的将诶书排序过程，从而提高执行效率。
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