一分钟了解：Java 冒泡排序算法

冒泡排序是一种简单的排序算法，其基本思想是通过重复遍历待排序的数列，比较相邻的元素并交换它们的位置，如果前一个元素大于后一个元素，则交换这两个元素。这样，每次遍历后，最大的元素就会“冒泡”到数组的末尾。这个过程会持续进行，直到没有需要交换的元素为止，即表示排序完成。

冒泡排序的基本步骤：

1. 初始状态：从第一个元素开始，比较相邻的两个元素。
2. 比较与交换：如果第一个元素大于第二个元素，则交换这两个元素的位置。
3. 继续遍历：继续向后比较，直到遍历完整个数组。
4. 完成一轮：一轮遍历结束后，最大的元素已经移动到了数组的末尾。
5. 重复过程：对剩下的元素重复上述过程，直到所有元素都排序完成。

冒泡排序的时间复杂度

对于冒泡排序的时间复杂度，如果数组已经基本排序，那么最好情况是 O(n)，最坏情况下是 O(n²)，平均时间复杂度也是 O(n²)。由于其效率不高，通常不适用于大规模数据的排序，但由于其实现简单，对于小规模数据或者学习排序算法具有很好的参考价值。

示例代码

以下是用 Java 实现的冒泡排序算法的示例代码：

public class BubbleSort {
    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        int n = arr.length; // 获取数组长度
        boolean swapped; // 交换标志

        // 外层循环控制比较的轮次
        for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
            swapped = false; // 每轮开始时未发生交换

            // 内层循环进行相邻元素比较
            for (int j = 0; j < n - 1 - i; j++) {
                // 如果前一个元素大于后一个元素，则交换
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                    swapped = true; // 标记为发生过交换
                }
            }

            // 如果没有交换发生，说明数组已经有序，提前结束
            if (!swapped) {
                break;
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90}; // 待排序数组
        System.out.println("排序前的数组:");
        printArray(arr); // 打印原数组
        bubbleSort(arr); // 执行冒泡排序
        System.out.println("排序后的数组:");
        printArray(arr); // 打印已排序数组
    }

    // 打印数组的辅助方法
    static void printArray(int[] arr) {
        for (int value : arr) {
            System.out.print(value + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}

代码分析

在上述代码中，bubbleSort 方法实现了冒泡排序的主要逻辑。首先定义了一个布尔变量 swapped 用于标记在某一轮中是否发生过交换。外层循环控制了比较的轮次，而内层循环则进行相邻元素的比较和交换。若在某一轮中没有任何交换发生，说明数组已排序，可以提前结束排序过程。

总结

冒泡排序是一种直观且易于实现的排序算法，在学习排序的过程中非常有帮助。虽然它的效率相对较低，尤其是在处理大规模数据时，但理解其工作原理和实现方式对于编程初学者来说是非常重要的。通过练习这种基础的算法，可以为后续学习更复杂的算法打下坚实的基础。