(纯白话算法系列)冒泡排序、时间复杂度分析、代码演示

定义：

冒泡排序（Bubble Sort），是一种计算机科学领域的较简单的排序算法。

它重复地走访过要排序的元素列，依次比较两个相邻的元素，如果他们的顺序（如从大到小、首字母从A到Z）错误就把他们交换过来。走访元素的工作是重复地进行直到没有相邻元素需要交换，也就是说该元素列已经排序完成。

这个算法的名字由来是因为越大的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端（升序或降序排列），就如同碳酸饮料中二氧化碳的气泡最终会上浮到顶端一样，故名“冒泡排序”。

纯白话说：就是从左往右一对一对的进行比较，如果左边的比右边的数字大，那就进行交换，如果左边的数比右边的小，那么就保持现在的位置：

看一下动态图：

--本图摘自https://www.cnblogs.com/xuyiyixuan/p/7047191.html

看一下代码的实现，非常之简单：

package com.bean.bubble_sort;

import java.util.Arrays;

public class BubbleSorted {
    public static void bubbleSort(int arr[]) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return;//如果数组为空比个锤子，数组中只有一个数也没意义，不用比较
        }
        for (int end = arr.length-1; end > 0; end--) {//这是每次循环的终止点，下文会详细说
            for (int i = 0; i < end; i++) {//表示从0到end依次比较
                if (arr[i] > arr[i+1]) {
                    swap(arr, i, i+1);//左边的数字大就换位置
                }
            }
        }
    }
    //就是单纯的换位置（Tip:因为参数是数组，所以可以改变数组的值，如果是八大基本数据类型或者String就不行了，这是数组的特性）
    public static void swap(int[] arr, int left, int right) {
        int temp = arr[left];
        arr[left] = arr[right];
        arr[right] = temp;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int arr[] = {3,1,5,0,5,9,8,11};//测试数据
        bubbleSort(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}

打印结果。

为了更直观，我把测试数据缩短为：[3,1,5,0]

3,1,5,0--->每次循环都是从0到end，那么end为什么等于arr.length-1，并且一直自减呢？

因为冒泡排序是每次排序把最大的就排到最后的位置了，所以第一次排序需要比较的一定是0-arr.length-1，这个例子只有四个元素，所以需要比较3次，等到最大的数字冒泡到了最后一位，下一次循环比较2次，等本次最大的数字到了最后一位的时候，再比较一次，本次比较结束，即排序结束

第一次循环

1350（3大于1，所以交替位置）-->1350（3小于5，所以不变）-->1305（5大于0，所以交替位置）本次循环结束

第二次循环

1305(1小于3，所以不变)-->1035（3大于0，所以交替位置）本次循环结束

第三次循环

0135（1大于0，所以交替位置）本次循环结束

Debug一下，看看这个效果是怎么样的：

再说一下它的时间复杂度：

由于外层循环是从

0........N-1     第一次执行了N次

0....N-2         第二次执行了N-1次

0..N-3           第三次执行了N-2次

而且方法内部执行的操作都是常数级别的，外层循环又是一个等差数列，写成na1+n(n-1)d/2，可以理解成ax²+bx+c,时间复杂度只要高阶不要低阶和常数项，所以时间复杂度为O（n²）