冒泡排序

冒泡排序是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果它们的顺序错误就把它们交换过来。

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。

算法描述

1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换它们两个；
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，这样在最后的元素是最大的数；
3. 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个；
4. 重复步骤1~3，直到排序完成。

算法分析

• 时间复杂度
  • 最好情况：O(n)
  • 最坏情况：O(n2)
  • 平均情况：O(n2)
• 空间复杂度：O(1)
• 稳定性：稳定

代码实现

public class BubbleSort {
    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        // 空数组 或 只有一个元素的数组，则什么都不做。
        if (arr == null || arr.length == 1) return;

        // 外层循环表示趟数。
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {

            // 默认有序，如果发生交换说明无序。
            boolean isSorted = true;

            // j 表示 要比较元素对的第一个。
            for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
                // 不能写 >= ，否则不稳定。
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                    // 发生交换了，说明无序。
                    isSorted = false;
                }
            }

            // 如果没有发生交换，则数组已经有序，结束冒泡。
            if (isSorted)   return;

            // 把每一趟排序的结果也输出一下。
            System.out.print("第 "+ (i+1) + " 趟: ");
            print(arr);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {6, 9, 1, 4, 5, 8, 7, 0, 2, 3};

        System.out.print("排序前:  ");
        print(arr);

        bubbleSort(arr);

        System.out.print("排序后:  ");
        print(arr);
    }

    // 打印数组
    public static void print(int[] arr) {
        if (arr == null)    return;

        for(int i : arr) {
            System.out.print(i + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}
/*
排序前:  6 9 1 4 5 8 7 0 2 3 
第 1 趟: 6 1 4 5 8 7 0 2 3 9 
第 2 趟: 1 4 5 6 7 0 2 3 8 9 
第 3 趟: 1 4 5 6 0 2 3 7 8 9 
第 4 趟: 1 4 5 0 2 3 6 7 8 9 
第 5 趟: 1 4 0 2 3 5 6 7 8 9 
第 6 趟: 1 0 2 3 4 5 6 7 8 9 
第 7 趟: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 
排序后:  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
*/