冒泡排序是一種交換排序。
什麼是交換排序呢？
交換排序：兩兩比較待排序的關鍵字，并交換不滿足次序要求的那對數，直到整個表都滿足次序要求為止。
它重複地走訪過要排序的數列，一次比較兩個元素，如果他們的順序錯誤就把他們交換過來。走訪數列的工作是重複地進行直到沒有再需要交換，也就是說該數列已經排序完成。
這個算法的名字由來是因為越小的元素會經由交換慢慢“浮”到數列的頂端，故名。
假設有一個大小為 N 的無序序列。冒泡排序就是要每趟排序過程中通過兩兩比較，找到第 i 個小（大）的元素，将其往上排。
圖-冒泡排序示例圖
以上圖為例，示範一下冒泡排序的實際流程：
假設有一個無序序列 { 4. 3. 1. 2, 5 }
第一趟排序：通過兩兩比較，找到第一小的數值 1 ，将其放在序列的第一位。
第二趟排序：通過兩兩比較，找到第二小的數值 2 ，将其放在序列的第二位。
第三趟排序：通過兩兩比較，找到第三小的數值 3 ，将其放在序列的第三位。
至此，所有元素已經有序，排序結束。
要将以上流程轉化為代碼，我們需要像機器一樣去思考，不然編譯器可看不懂。
假設要對一個大小為 N 的無序序列進行升序排序（即從小到大）。
(1) 每趟排序過程中需要通過比較找到第 i 個小的元素。
是以，我們需要一個外部循環，從數組首端(下标 0) 開始，一直掃描到倒數第二個元素（即下标 N - 2) ，剩下最後一個元素，必然為最大。
(2) 假設是第 i 趟排序，可知，前 i-1 個元素已經有序。現在要找第 i 個元素，隻需從數組末端開始，掃描到第 i 個元素，将它們兩兩比較即可。
是以，需要一個内部循環，從數組末端開始（下标 N - 1），掃描到 (下标 i + 1)。
核心代碼
<a></a>
public void bubbleSort(int[] list) {
int temp = 0; // 用來交換的臨時數
// 要周遊的次數
for (int i = 0; i < list.length - 1; i++) {
// 從後向前依次的比較相鄰兩個數的大小，周遊一次後，把數組中第i小的數放在第i個位置上
for (int j = list.length - 1; j > i; j--) {
// 比較相鄰的元素，如果前面的數大于後面的數，則交換
if (list[j - 1] > list[j]) {
temp = list[j - 1];
list[j - 1] = list[j];
list[j] = temp;
}
}
System.out.format("第 %d 趟：\t", i);
printAll(list);
}
}
排序類别
排序方法
時間複雜度
空間複雜度
穩定性
複雜性
平均情況
最壞情況
最好情況
交換排序
冒泡排序
O(N2)
O(N)
O(1)
穩定
簡單
若檔案的初始狀态是正序的，一趟掃描即可完成排序。所需的關鍵字比較次數C和記錄移動次數M均達到最小值：Cmin = N - 1, Mmin = 0。是以，冒泡排序最好時間複雜度為O(N)。
若初始檔案是反序的，需要進行 N -1 趟排序。每趟排序要進行 N - i 次關鍵字的比較(1 ≤ i ≤ N - 1)，且每次比較都必須移動記錄三次來達到交換記錄位置。在這種情況下，比較和移動次數均達到最大值：
Cmax = N(N-1)/2 = O(N2)
Mmax = 3N(N-1)/2 = O(N2)
冒泡排序的最壞時間複雜度為O(N2)。
是以，冒泡排序的平均時間複雜度為O(N2)。
總結起來，其實就是一句話：當資料越接近正序時，冒泡排序性能越好。
冒泡排序就是把小的元素往前調或者把大的元素往後調。比較是相鄰的兩個元素比較，交換也發生在這兩個元素之間。
是以相同元素的前後順序并沒有改變，是以冒泡排序是一種穩定排序算法。
對冒泡排序常見的改進方法是加入标志性變量exchange，用于标志某一趟排序過程中是否有資料交換。
如果進行某一趟排序時并沒有進行資料交換，則說明所有資料已經有序，可立即結束排序，避免不必要的比較過程。
// 對 bubbleSort 的優化算法
public void bubbleSort_2(int[] list) {
boolean bChange = false; // 交換标志
bChange = false;
bChange = true;
// 如果标志為false，說明本輪周遊沒有交換，已經是有序數列，可以結束排序
if (false == bChange)
break;
代碼實作
View Code
運作結果
排序前: 2 9 9 7 1 9 0 2 6 8
第 0 趟： 0 2 9 9 7 1 9 2 6 8
第 1 趟： 0 1 2 9 9 7 2 9 6 8
第 2 趟： 0 1 2 2 9 9 7 6 9 8
第 3 趟： 0 1 2 2 6 9 9 7 8 9
第 4 趟： 0 1 2 2 6 7 9 9 8 9
第 5 趟： 0 1 2 2 6 7 8 9 9 9
排序後: 0 1 2 2 6 7 8 9 9 9
本文轉自靜默虛空部落格園部落格，原文連結：http://www.cnblogs.com/jingmoxukong/p/4302718.html，如需轉載請自行聯系原作者
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