數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法-排序(一)冒泡排序

摘要

冒泡排序相對來說敬特,多少都有些了解掰邢,就是多循環(huán)幾輪,每一輪找出最大值放在尾部伟阔,直到數(shù)組中的元素有序為止辣之。

在這基礎上,探討一下有沒有高階的方法皱炉,比如1.提前結(jié)束循環(huán)怀估,或者2.循環(huán)中提前終止,進行下一個循環(huán)娃承。這個是要探討的重點

算法這部分用的編輯語言是 JAVA奏夫,編譯工具是 Eclipse,JAVA 與 Swift 有些不同历筝,邏輯是相通的酗昼,咱的核心就是看邏輯,盡量不要把自己局限在某一種代碼語言中梳猪。

邏輯

將序列中的元素按照一定的比較規(guī)則每每相鄰的元素比較并交換麻削。直到序列完全有序為止蒸痹。

流程

這里是將一個序列處理成從小到大的有序序列:

  1. 從頭開始比較每一對相鄰元素,如果第一個比第二個大呛哟,就交換它們的位置叠荠。最后一個元素就是最大的元素。
  2. 忽略上一步中找到的最大元素扫责,繼續(xù) 1 中的操作榛鼎,直到全部元素有序為止。

實現(xiàn)

循環(huán)從尾部開始循環(huán)鳖孤,進行相鄰元素比較和交換者娱。讓每一輪獲得的最大元素放到尾部,下次循環(huán)避開最大元素坐標

    for (int end = array.length-1; end > 0; end--) {
        for (int begin = 1; begin <= end; begin++) {
            if (cmp(begin, begin-1) < 0) {
                swap(begin, begin-1);
            }
        }
    }

技巧

Q:為什么大循環(huán)從尾部開始苏揣?

A:示例中是將每一輪大的值放在尾部黄鳍,為了下次循環(huán)避開尾部,所以從尾部開始平匈。

Q:可以更加高效嗎框沟?

A:可以從兩個方面來提高它的效率

  • 某一次循環(huán)中已經(jīng)完全有序,則可以終止增炭。
  • 序列尾部已經(jīng)達到局部有序忍燥,那么就可以不再遍歷這部分

這兩種可以通過設置標示實現(xiàn)。具體可以看進階部分

進階(含兩個)

如果序列已經(jīng)完全有序弟跑,可以提前終止循環(huán)灾前。

在每一次循環(huán)中設置 isSorted(已經(jīng)有序) 標示防症,如果在遍歷中發(fā)生了交換孟辑,就設置為 false,在遍歷結(jié)束后判斷這個標示蔫敲,如果是 true 就證明整個序列已經(jīng)有序饲嗽,退出循環(huán)。

    for (int end = array.length - 1; end > 0; end--) {
        boolean isSorted = true;
        for (int begin = 1; begin <= end; begin++) {
            if (cmp(begin, begin-1) < 0) {
                swap(begin, begin-1);
                isSorted = false;
            }
        }
        if (isSorted) break;
    }

如果序列尾部已經(jīng)局部有序奈嘿,可以記錄最后一次交換的位置貌虾,減少交換的次數(shù)

sortedIndex 是在遍歷完成后,記錄了最后發(fā)生交換的位置裙犹,從這個位置到序列的尾部尽狠,沒有發(fā)生交換,即這部分的元素是有序的叶圃,下次遍歷就不用再遍歷這部分了袄膏。

    for (int end = array.length - 1; end > 0; end--) {
        // sortedIndex 的初始值在數(shù)組完全有序的時候有用
        int sortedIndex = 1; // sortedIndex 的值可以是其他值,-1 或者其他掺冠。目的是達到有序的時候就不需要再進行下面的代碼
        for (int begin = 1; begin <= end; begin++) {
            if (cmp(begin, begin-1) < 0) {
                swap(begin, begin-1);
                sortedIndex = begin;
            }
        }
        end = sortedIndex;
    }

時間和空間復雜度

  • 最好沉馆、平均時間復雜度:O(n^2)
  • 最壞時間復雜度:O(n)
  • 空間復雜度:O(1)
?著作權歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
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