排序算法(一) 冒泡排序

参考Java排序算法(一)：冒泡排序

问题：假设对数组arr=[9,1,5,8,3,7,4,6,2]由小到大排序

方式一：

从左到右遍历，把每个位置确定下来。
<pre>
for(i=0;i<len-1;i++){
for(j=i+1;j<len-1;j++){
if(arr[j]>arr[i]){
swap...
执行顺序：
9,1,5,8,3,7,4,6,2//原始顺序
1,9,5,8,3,7,4,6,2//只换一次，就确定第1个位置的数据
1,5,9,8,3,7,4,6,2
1,3,9,8,5,7,4,6,2
1,2,9,8,5,7,4,6,3//交换了三次，但是把3居然交换到最后了，这会导致下一次的循环交换次数增加。所以出现更优化的方式二
</pre>

方式二：

仍然是从左到右遍历，确定每个位置的数值。但是内部的循环方式不一样，不再和每个数比较，只是和相邻的数比较。参考邻居好说话：冒泡排序

for(i=0;i<len-1;i++){
   for(j=len-1;j>=i;j--){//从尾部开始循环
      if(arr[j]>arr[j+1]){//把小的往前排，就像冒泡一样
         swap...
执行顺序：
9,1,5,8,3,7,4,6,2//原始顺序
9,1,5,8,3,7,4,2,6
9,1,5,8,3,7,2,4,6
9,1,5,8,3,2,7,4,6
9,1,5,8,2,3,7,4,6
9,1,5,2,8,3,7,4,6
9,1,2,5,8,3,7,4,6
1,9,2,5,8,3,7,4,6
继续第二遍循环
1,9,2,5,8,3,4,7,6
1,9,2,5,3,8,4,7,6
1,9,2,3,5,8,4,7,6
1,2,9,3,5,8,4,7,6

 /** 
     * 冒泡排序 
     *  
     * @param data 
     *            目标数组 
     */  
    public static void bubbleSort(int[] data) {
        for (int i = 0; i < data.length - 1; i++) {// 控制趟数
            for (int j = 0; j < data.length - i - 1; j++) {
                if (data[j] > data[j + 1]) {
                    int tmp = data[j];
                    data[j] = data[j + 1];
                    data[j + 1] = tmp;
                }
            }
        }
    }

可以看出，优化主要集中在减少swap次数。方式一会把一个很小的数扔到最后，导致后续的无效swap次数增多。方式二在循环的过程中，一直把小的数字往前调整，直到调整不动为止。可以看出，swap都是有效的。即使前期swap增多，后期swap也会大大减少。

方式二的进一步优化：

假如数组排序前就是2,1,3,4,5,6,7,8,9呢，这样第一次交换后，就已经排好序，后面的比较都浪费了。怎么才能让程序知道已经排好序了呢，答案就是冒泡时发现一个泡都冒不动了。

boolean flag = true;
for(i=0;(i<len-1)&&flag;i++){//
   flag = false;
   for(j=len-1;j>=i;j--){//从尾部开始循环
      if(arr[j]>arr[j+1]){//把小的往前排，就像冒泡一样
         flag = true;
         swap

可以看出，假如没有swap，flag就会变成false导致循环立即退出。

[时间复杂度]
时间复杂度：最好情况就是排序列表本身有序，此时需要进行n-1次比较，复杂度为O(n)。最坏情况就是完全逆序，需要进行1+2+3+...+(n-1)=n*(n-1)/2,复杂度为O(n^2)。
一般情况下不会使用冒泡排序算法，因为它的比较次数和移动次数和其他排序算法相比，都是最多的，它的唯一好处是算法简单，便于理解。
所以在数据量很小的时候可以使用。