排序算法（一）冒泡排序

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介绍

网上冒泡排序算法很多。冒泡排序在工作中，说实话用的比较少。但是，在面试中经常会问到。

简单的冒泡排序

public static int[] bubble1(int[] a) {
        int n = a.length;

        // n-1 次排序过程
        for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
            for (int j = 1; j < n - i; j++) {
                // 前面的数字大于后面的数字就交换
                if (a[j - 1] > a[j]) {
                    //交换a[j-1]和a[j]
                    int temp = a[j - 1];
                    a[j - 1] = a[j];
                    a[j] = temp;
                }
            }
        }

        return a;
}

优化的冒泡排序

如果对于一个本身有序的序列，或者序列后面一大部分都是有序的序列，上面的算法就会浪费很多的时间开销。可以考虑设置一个标志flag，如果这一趟发生了交换，则为true，否则为false。明显如果有一趟没有发生交换，说明排序已经完成。

public static int[] bubble2(int[] a) {
        int n = a.length;
        // 发生了交换就为true, 没发生就为false，第一次判断时必须标志为true。
        boolean flag = true;
        while (flag) {
            //每次开始排序前，都设置flag为未排序过
            flag = false;
            for (int i = 1; i < n; i++) {
                if (a[i - 1] > a[i]) {
                    int temp = a[i - 1];
                    a[i - 1] = a[i];
                    a[i] = temp;
                    //表示交换过数据
                    flag = true;
                }
            }
            //减小一次排序的尾边界
            n--;
        }
        return a;
}

进一步优化的冒泡排序

比如，现在有一个包含1000个数的数组，仅前面100个无序，后面900个都已排好序且都大于前面100个数字，那么在第一趟遍历后，最后发生交换的位置必定小于100，且这个位置之后的数据必定已经有序了，也就是这个位置以后的数据不需要再排序了，于是记录下这位置，第二次只要从数组头部遍历到这个位置就可以了。如果是对于上面的冒泡排序算法2来说，虽然也只排序100次，但是前面的100次排序每次都要对后面的900个数据进行比较，而对于现在的排序算法3，只需要有一次比较后面的900个数据，之后就会设置尾边界，保证后面的900个数据不再被排序。

public static int[] bubble3(int[] a) {
        int k;//k用来记录遍历的尾边界
        int n = a.length;
        //flag用来记录最后交换的位置，也就是排序的尾边界
        int flag = n;
        while (flag > 0) {
            k = flag;
            flag = 0;
            for (int i = 1; i < k; i++) {
                if (a[i - 1] > a[i]) {
                    int temp = a[i - 1];
                    a[i - 1] = a[i];
                    a[i] = temp;

                    //表示交换过数据;
                    //记录最新的尾边界.
                    flag = i;
                }
            }
        }
        return a;
}