【排序算法】冒泡排序（Bubble Sort）

一、简介

冒泡排序（Bubble Sort）也是一种简单直观的排序算法。它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。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。

二、解题思路

1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
2. 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。这步做完后，最后的元素会是最大的数。
3. 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
4. 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。

三、代码实现

private static void bubbleSort(int[] arr) {
    for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
        for (int j = 0; j < arr.length - i; j++) {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                int tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = tmp;
            }
        }
        System.out.println("第" + i + "步：" + Arrays.toString(arr));
    }
}

四、算法升级

很明显，冒泡算法需要进行内外各循环一次，时间复杂度为O（n^2)，对于部分有序的数组而言，我们是可以进行进一步优化的，从而减少遍历次数。当内循环遍历之后，没有进行过任何一次数据交换，那么就认为当前排序已经结束了。代码如下：

private static void bubbleSortPlus(int[] arr) {

    for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
        /**
         * 设定一个标记，若为true，则表示此次循环没有进行交换，也就是待排序已经有序，排序已经完成
         */
        boolean flag = true;
        for (int j = 0; j < arr.length - i; j++) {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                int tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = tmp;
                flag = false;
            }
        }
        System.out.println("第" + i + "步：" + Arrays.toString(arr));
        if (flag) {
            break;
        }
    }
}

五、源代码

BubbleSort