一、基本思想
冒泡排序的效率很低，但是算法实现起来很简单，因此很适合作为研究排序的入门算法。
对当前还未排好序的范围内的全部数，自上而下对相邻的俩个数依次进行比较和调整，让较大的数下沉，较小的数往上冒。即：每当俩相邻的数比较后发现他们的排序与排序的要求相反时，就将他们交换。每次遍历都可确定一个最大值放到待排数组的末尾，下次遍历，对该最大值以及它之后的元素不再排序（已经排好）。
Java代码：
public class Sort{
private int [] array;
public Sort(int [] array){
this.array = array;
}
//按顺序打印数组中的元素
public void display(){
for(int i=0;i<array.length;i++){
System.out.print(array[i]+"\t");
}
System.out.println();
}
//冒泡排序
public void bubbleSort(){
int temp;
int len = array.length;
for(int i=0;i<len-1;i++){ //外层循环：每循环一次就确定了一个相对最大元素
for(int j=1;j<len-i;j++){ //内层循环：有i个元素已经排好，根据i确定本次的比较次数
if(array[j-1]>array[j]){ //如果前一位大于后一位，交换位置
temp = array[j-1];
array[j-1] = array[j];
array[j] = temp;
}
}
System.out.print("第"+(i+1)+"轮排序结果：");
display();
}
}
}
public static void main(String[] args) {
int [] a = {1,5,4,11,2,20,18};
Sort sort = new Sort(a);
System.out.print("未排序时的结果：");
sort.display();
sort.bubbleSort();
}
结果：
二、算法分析
上面的例子中，待排数组中一共有7个数，第一轮排序时进行了6次比较，第二轮排序时进行了5比较，依次类推，最后一轮进行了一次比较。
加入元素总数为N，则一共需要的比较次数为：
(N-1)+ (N-2)+ (N-3)+ ...1=N*(N-1)/2
这样，算法约做了N2/2次比较。因为只有在前面的元素比后面的元素大时才交换数据，所以交换的次数少于比较的次数。如果数据是随机的，大概有一半数据需要交换，则交换的次数为N2/4（不过在最坏情况下，即初始数据逆序时，每次比较都需要交换）。
交换和比较的操作次数都与N2成正比，由于在大O表示法中，常数忽略不计，冒泡排序的时间复杂度为O(N2)。
O(N2)的时间复杂度是一个比较糟糕的结果，尤其在数据量很大的情况下。所以冒泡排序通常不会用于实际应用。
三、冒泡排序改进
上面已经分析过，冒泡排序的效率比较低，所以我们要通过各种方法改进。
1、加入标志性变量
最简单的改进方法是加入一标志性变量exchange，用于标志某一趟排序过程中是否有数据交换，如果进行某一趟排序时并没有进行数据交换，则说明数据已经按要求排列好，可立即结束排序，避免不必要的比较过程
在上例中，第四轮排序之后实际上整个数组已经是有序的了，最后两轮的比较没必要进行。
改进后的代码如下：
//冒泡排序改进1
public void bubbleSort_improvement_1(){
int temp;
int len = array.length;
for(int i=0;i<len-1;i++){
boolean exchange = false; //设置交换变量
for(int j=1;j<len-i;j++){
if(array[j-1]>array[j]){ //如果前一位大于后一位，交换位置
temp = array[j-1];
array[j-1] = array[j];
array[j] = temp;
if(!exchange) exchange =true; //发生了交换操作
}
}
System.out.print("第"+(i+1)+"轮排序结果：");
display();
if(!exchange) break; //如果上一轮没有发生交换数据，证明已经是有序的了，结束排序
}
}
用同样的初始数组测试，打印结果如下：
2、指针标记
上面的改进方法，是根据上一轮排序有没有发生数据交换作为标识，进一步思考，如果上一轮排序中，只有后一段的几个元素没有发生数据交换，是不是可以判定这一段不用在进行比较了呢？答案是肯定的。
例如上面的例子中，前四轮的排序结果为：
未排序时的结果：1 5 4 11 2 20 18
第1轮排序结果：1 4 5 2 11 18 20
第2轮排序结果：1 4 2 5 11 18 20
第3轮排序结果：1 2 4 5 11 18 20
第4轮排序结果：1 2 4 5 11 18 20
第1轮排序之后，11、18、20已经是有序的了，后面的几次排序后它们的位置都没有变化，但是根据冒泡算法，18依然会在第2轮参与比较，11依然会在第2轮、第3轮参与比较，其实都是无用功。
我们可以对算法进一步改进：设置一个pos指针，pos后面的数据在上一轮排序中没有发生交换，下一轮排序时，就对pos之后的数据不再比较。
代码改动如下：
//冒泡排序改进2
public void bubbleSort_improvement_2(){
int temp;
int counter = 1;
int endPoint = array.length-1; //endPoint代表最后一个需要比较的元素下标
while(endPoint>0){
intpos = 1;
for(int j=1;j<=endPoint;j++){
if(array[j-1]>array[j]){ //如果前一位大于后一位，交换位置
temp= array[j-1];
array[j-1]= array[j];
array[j]= temp;
pos= j; //下标为j的元素与下标为j-1的元素发生了数据交换
}
}
endPoint= pos-1; //下一轮排序时只对下标小于pos的元素排序，下标大于等于pos的元素已经排好
System.out.print("第"+counter+"轮排序结果：");
display();
}
}
3、正反冒泡
对算法来说，没有最好，只有更好。上面的两种改进方法其实治标不治本，是一种“扬汤止沸”的改进，下面我们来一次“釜底抽薪”的改进。
传统的冒泡算法每次排序只确定了最大值，我们可以在每次循环之中进行正反两次冒泡，分别找到最大值和最小值，如此可使排序的轮数减少一半。
改进代码如下：
//冒泡排序改进3
public void bubbleSort_improvement_3(){
int temp;
int low = 0;
int high = array.length-1;
int counter = 1;
while(low<high){
for(int i=low;i<high;++i){ //正向冒泡，确定最大值
if(array[i]>array[i+1]){ //如果前一位大于后一位，交换位置
temp= array[i];
array[i]= array[i+1];
array[i+1]= temp;
}
}
--high;
for(int j=high;j>low;--j){ //反向冒泡，确定最小值
if(array[j]<array[j-1]){ //如果前一位大于后一位，交换位置
temp= array[j];
array[j]= array[j-1];
array[j-1]= temp;
}
}
++low;
System.out.print("第"+counter+"轮排序结果：");
display();
counter++;
}
}
原创：https://blog.csdn.net/u012152619/article/details/47305859