数据结构之冒泡排序（java）

冒泡排序可以说是最简单的排序算法，但不意味着它不重要。

理解冒泡排序，可以带出以下问题。

1.冒泡排序只有一个基本操作，就是比较和交换相邻的两个元素，可以提现将一个复杂问题转化为简单问题的叠加的思想。

2.冒泡排序的两层for循环该如何理解。

3.分析时间复杂度简单，代码很短，一眼就能看出是O(n^2)。

4.分析完冒泡排序可以发现，其他O(n^2)级别的算法或多或少与冒泡排序有共同之处：用O(n)的复杂度来排好一个元素。理解完冒泡排序，之后便于理解其他O(n^2)级别的算法。

举个栗子：   -->4 3 2 7 1 6 5

第一层for循环：e=6，即确定第6个位置的值

第二层for循环：i=0,比较a[0]与a[1],4>3,交换a[0]与a[1]的位置，数组变为：3 42 7 1 6 5

                          i=1,比较a[1]与a[2],4>2,交换a[1]与a[2]的位置，数组变为：3 2 4 7 1 6 5

                          i=2,比较a[2]与a[3],4<7,不交换

                          i=3,比较a[3]与a[4],7>1,交换a[3]与a[4]的位置，数组变为：3 4 2 1 7 6 5

                          i=4,比较a[4]与a[5],7>6,交换a[0]与a[1]的位置，数组变为：3 4 2 1 6 7 5

                          i=5,比较a[5]与a[6],7>5,交换a[0]与a[1]的位置，数组变为：3 4 2 7 1 5 7

数组中的最大数不断下沉，沉到最后一个位置

之后依次确定倒数第二个位置的数（即次小的数），倒数第三个位置的数，......

冒泡排序实现可以做到稳定性

下面给出冒泡排序的java代码：

import java.util.Arrays;public class BubbleSort {public static void bubbleSort(int[] arr) {// 若数组为空，则直接返回。if (arr == null || arr.length < 2) {return;}// 将数组分为未排序区和已排序区。外层for循环每循环一次，确定已排序区的一个元素。for (int e = arr.length - 1; e > 0; e--) {for (int i = 0; i < e; i++) {if (arr[i] > arr[i + 1]) {swap(arr, i, i + 1);}}}}// 注意：适用情况：i与j不同// i代表甲信息量，j代表乙信息量public static void swap(int[] arr, int i, int j) {arr[i] = arr[i] ^ arr[j]; // arr[i] = 甲 ^ 乙arr[j] = arr[i] ^ arr[j]; // arr[j] = 甲 ^ 乙 ^ 乙 = 甲 （乙与乙异或为0，甲与0异或为甲）arr[i] = arr[i] ^ arr[j]; // arr[i] = 甲 ^ 乙 ^ 甲 ^ 乙 ^ 乙 = 乙；实现交换}// 比较器public static void comparator(int[] arr) {Arrays.sort(arr);}// 生成随机数组public static int[] generateRandomArray(int maxSize, int maxValue) {int[] arr = new int[(int) ((maxSize + 1) * Math.random())];for (int i = 0; i < arr.length; i++) {arr[i] = (int) ((maxValue + 1) * Math.random())- (int) (maxValue * Math.random());}return arr;}// 复制数组public static int[] copyArray(int[] arr) {if (arr == null) {return null;}int[] res = new int[arr.length];for (int i = 0; i < arr.length; i++) {res[i] = arr[i];}return res;}// 判断两数组是否相等public static boolean isEqual(int[] arr1, int[] arr2) {if ((arr1 == null && arr2 != null) || (arr1 != null && arr2 == null)) {return false;}if (arr1 == null && arr2 == null) {return true;}if (arr1.length != arr2.length) {return false;}for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {if (arr1[i] != arr2[i]) {return false;}}return true;}// 打印数组public static void printArray(int[] arr) {if (arr == null) {return;}for (int i = 0; i < arr.length; i++) {System.out.print(arr[i] + " ");}System.out.println();}// 用系统提供的的sort函数运行结果与自己写的冒泡排序运行结果进行比较，若相等，返回nicepublic static void main(String[] args) {int testTime = 500000;int maxSize = 100;int maxValue = 100;boolean succeed = true;for (int i = 0; i < testTime; i++) {int[] arr1 = generateRandomArray(maxSize, maxValue);int[] arr2 = copyArray(arr1);bubbleSort(arr1);comparator(arr2);if (!isEqual(arr1, arr2)) {succeed = false;break;}}System.out.println(succeed ? "Nice!" : "Fucking fucked!");// 打印其中一组。int[] arr = generateRandomArray(maxSize, maxValue);printArray(arr);bubbleSort(arr);printArray(arr);}}