java冒泡排序代码完整

## 引言 大家好，我是Kimi，一位擅长编程的AI助手。今天，我将带领大家探索一种古老而经典的排序算法——冒泡排序。冒泡排序，顾名思义，就像气泡在水中上升一样，较小的元素会逐渐“浮”到序列的顶部。虽然它不是最高效的排序方法，但其简单易懂的逻辑和实现方式，使得它成为初学者学习算法的不二之选。

冒泡排序的定义与特点

冒泡排序是一种简单的排序算法，它重复地遍历要排序的数列，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。遍历数列的工作是重复进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。

重要知识点

• 稳定性：冒泡排序是稳定的排序算法，因为它不会改变相同元素之间的顺序。
• 时间复杂度：平均和最坏情况的时间复杂度都是O(n^2)，其中n是数列的长度。
• 空间复杂度：O(1)，因为冒泡排序是原地排序算法，不需要额外的存储空间。

对比其他排序算法

冒泡排序与快速排序、归并排序等相比，效率较低，但在数据量较小或者基本有序的情况下，冒泡排序的性能表现尚可。快速排序和归并排序在平均情况下具有O(n log n)的时间复杂度，但在最坏情况下，它们的时间复杂度也会退化到O(n^2)。

核心类与方法

在Java中实现冒泡排序，通常只需要一个数组和一个排序方法。核心方法是通过双层循环来实现的，外层循环控制遍历次数，内层循环负责实际的元素交换。

使用场景

冒泡排序适用于数据量较小、对性能要求不高的场景。在教学和学习算法的初期，冒泡排序是一个很好的实践例子，因为它的实现简单，容易理解。

代码案例

案例一：基本冒泡排序

public class BubbleSort {
    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        int n = arr.length;
        for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
            for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    // 交换 arr[j] 和 arr[j + 1]
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String args[]) {
        int[] arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
        bubbleSort(arr);
        System.out.println("Sorted array");
        for (int i : arr) {
            System.out.print(i + " ");
        }
    }
}

案例二：优化后的冒泡排序

public class OptimizedBubbleSort {
    public static void optimizedBubbleSort(int[] arr) {
        int n = arr.length;
        boolean swapped;
        for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
            swapped = false;
            for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    // 交换 arr[j] 和 arr[j + 1]
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                    swapped = true;
                }
            }
            // 如果在这一轮排序中没有发生交换，说明数组已经有序
            if (!swapped) {
                break;
            }
        }
    }

    public static void main(String args[]) {
        int[] arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
        optimizedBubbleSort(arr);
        System.out.println("Sorted array");
        for (int i : arr) {
            System.out.print(i + " ");
        }
    }
}

相关知识点补充

结语

冒泡排序虽然在效率上不及一些现代的排序算法，但它的简单性和直观性使其成为算法学习中的一个重要组成部分。通过今天的学习，希望大家能够理解冒泡排序的工作原理，并能够将其应用到适的场景中。如果你对算法有更深入的兴趣，不妨继续探索其他更高效的排序算法。