• 关于冒泡排序的最简单方法和进一步的优化


            以前接触过一些排序方法,对冒泡排序也有一定的了解。但是只是为了记住而了解。此次重新学习了冒泡排序,发现自己当初学习的只是最简单的冒泡排序算法。急需进一步的优化。在此,我将自己最新学到的优化方法说出来和大家一起分享,也为了自己将来的巩固学习。

              先来看最简单的冒泡:

    class Bubble_2
    {
    	public void bubble_2(int a[])
    	{
    		int temp;
    		for(int i=0;i<a.length;i++)
    		{
    			for(int j=i+1;j<a.length;j++)
    			{
    				if(a[i]>a[j])
    				{
    					temp=a[j];
    					a[j]=a[i];
    					a[i]=temp;
    				}
    			}
    		}
    		
    	}
    	
    }
    
                  此处代码应该很好理解,如图1:所示。这也是初学者先学习的一种排序方法。但是此算法的效率非常低下,因为先排好序的关键字对后边没什么帮助。还有可能将关键字较小者放在靠后的位置。急需改进。
    

              优化代码如下:

    //优化,从尾部开始,将最小值向前移动
    class Bubble_3
    {
    	public void bubble_3(int a[])
    	{
    		int temp;
    		//外层循环的i表示数组前面已经有序的个数。
    		for(int i=0;i<a.length;i++)
    		{
    			for(int j=a.length-1;j>i;j--)
    			{
    				if(a[j]<a[j-1])
    				{
    					temp=a[j];
    					a[j]=a[j-1];
    					a[j-1]=temp;
    				}
    			}
    		}
    		
    	}
    	
    }


             如图2所示:此算法的好处在于,排序时候从后边开始,将较小者往前边移动。这样较小者会不断往前移动。解决了第一个算法,可能将较小者移到后边的情况,提高了算法效率。在上十万条数据的排序过程中,这种差异将会体现出来。

                 




    如此看来,冒泡排序算法似乎已经够完美了?然而还可以进一步的优化。为什么呢?

            因为如果待排序列为{2,1,3,4,5,6,7,8,9} 也就是说,除了第一个和第二个关键字需要交换外,别的已经有序。按照第二种算法,算法将会对每个循环中的j都会执行一遍,即使只有比较数据,并没有交换数据。这个动作是大大多余的,所以可以改进。如图3所示:

          

            算法改进可以使用最常用的办法,那就是设置一个标记变量flag,当循环中没有交换数据时,算法将停止循环。执行结束。代码如下:

    	 public static void bubble_4(int a[])  
    	     {  
    	         int temp;  
    	        boolean flag=true;  
    	         //外层循环的i表示数组前面已经有序的个数。  
    	         for(int i=0;i<a.length&&flag;i++)  
    	         {  
    	        	//将flag置为false  
    	                flag=false; 
    	            for(int j=a.length-1;j>i;j--)  
    	            {  
    	                  
    	                if(a[j]<a[j-1])  
    	                 {  
    	                     temp=a[j];  
    	                     a[j]=a[j-1];  
    	                     a[j-1]=temp;  
    	                     //若本次有交换发生,则将flag重置为true  
    	                     flag=true;  
    	                       
    	                 }  
    	             }  
    	         }
    	         for(int x:a)
    	 		{
    	 			System.out.println(x);
    	 		}	
    	           
    	    }  


     



            经过这样的改进,算法执行效率有了一定的提高,可以避免在已经有序的情况下的无意义的循环判断。


    分析两种冒泡排序,代码如下:

     

    排序1为从前面将数据挨个移到最后面。内层循环中,j<a.length-1-i是因为: -i是指数组中后边的i为已经有序,减去i可以减少比较次数。当然不减去i也可以搞定。

    //冒泡排序1
     public static void bubble(int[] a)
     {
      boolean flag=true;
      //外层循环的i表示数组后面已经有序的个数。
      for(int i=0;i<a.length&&flag;i++)
      {  
       flag=false; 
       for(int j=0;j<a.length-1-i;j++)      {
        
        if(a[j]>a[j+1])
        {
         int temp=a[j];
         a[j]=a[j+1];
         a[j+1]=temp;
         flag=true;
        }
       }
      }
      for(int x:a)
      {
       System.out.println(x);
      } 
     }


     


    排序2将数据从后边挨个移到最前面。内层循环中,j>i是因为:此处j>i而不是j>0可以减少比较次数,因为前面的i位已经有序。当然j>0也可以排序。

     //冒泡排序2
      public static void bubble_4(int a[])  
          {  
              int temp;  
             boolean flag=true;  
              //外层循环的i表示数组前面已经有序的个数。  
              for(int i=0;i<a.length&&flag;i++)  
              {  
              //将flag置为false  
                     flag=false; 
                 for(int j=a.length-1;j>i;j--)                  {  
                       
                     if(a[j]<a[j-1])  
                      {  
                          temp=a[j];  
                          a[j]=a[j-1];  
                          a[j-1]=temp;  
                          //若本次有交换发生,则将flag重置为true  
                          flag=true;  
                            
                      }  
                  }  
              }
              for(int x:a)
        {
         System.out.println(x);
        } 
                
         }  
    


     



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