冒泡排序基本思想核心思想是從頭開始讓相鄰的兩個元素進行比較，符合條件就交換位置，這樣就把最大值或者最小值放到數組的最后面了；接著再從頭開始兩兩比較交換，直到把最大值或者最小值放到數組的倒數第二位。（即不需要與最后一位數進行對比）.....以此類推，直到排序完成。

簡單理解: 每次都從第一個元素開始(索引0),向后兩兩比較,只要后面的比前面的大,就交換(從大到小) 

用最簡單的代碼實現冒泡排序對數組進行從大到小的順序排列: 

int[] array = {3,4,5,6,7}; 

第一趟排序比較的順序： array[0]和array[1]比較,array[1]和array[2]比較,array[2]和array[3]比較,array[3]和array[4]比較

代碼

public class BubbleSort {

    public static void main(String[] args) {

        //定義數組

        int[] array = {3,4,5,6,7};

        //從索引為0開始依次向后兩兩比較,總共比較4次

        for(int i = 0;i<4;i++) {

            if(array[i]<array[i+1]) {    //只要后面的比它大就交換

                int temp = array[i];

                array[i] = array[i+1];

                array[i+1] = temp;

            }

        }

        System.out.println("第一趟排序后:"+Arrays.toString(array));

    }

}

運行結果

第一趟排序后:[4, 5, 6, 7, 3]

第二趟排序

比較的順序：array[0]和array[1]比較,array[1]和array[2]比較,array[2]和array[3]比較

代碼

在第一趟排序的BubbleSort類中,添加如下代碼片段:

//從索引為0開始依次向后兩兩比較,總共比較3次

for(int i = 0;i<3;i++) {

    if(array[i]<array[i+1]) {    //只要后面的比它大就交換

        int temp = array[i];

        array[i] = array[i+1];

        array[i+1] = temp;

    }

}

System.out.println("第二趟排序后:"+Arrays.toString(array));

運行結果

第二趟排序后:[5, 6, 7, 4, 3]

第三趟排序

比較的順序：array[0]和array[1]比較,array[1]和array[2]比較

代碼

在第二趟排序的BubbleSort類中,添加如下代碼片段:

//從索引為0開始依次向后兩兩比較,總共比較2次

for(int i = 0;i<2;i++) {

    if(array[i]<array[i+1]) {    //只要后面的比它大就交換

        int temp = array[i];

        array[i] = array[i+1];

        array[i+1] = temp;

    }

}

System.out.println("第三趟排序后:"+Arrays.toString(array));

運行結果

第三趟排序后:[6, 7, 5, 4, 3]

第四趟排序

比較的順序：array[0]和array[1]比較

代碼

在第三趟排序的BubbleSort類中,添加如下代碼片段:

//從索引為0開始依次向后兩兩比較,總共比較1次

for(int i = 0;i<1;i++) {

    if(array[i]<array[i+1]) {    //只要后面的比它大就交換

        int temp = array[i];

        array[i] = array[i+1];

        array[i+1] = temp;

    }

}

System.out.println("第四趟排序后:"+Arrays.toString(array));

運行結果

第四趟排序后:[7, 6, 5, 4, 3]

找出共性優化冒泡排序代碼

以上代碼,我們發現對于5個數字的排序我們用了簡單的4個for循環就可以完成,而且每個for循環的內容都差不多,這樣可以對以上4個for循環的內容進行變化,很容易看出里面的共性的內容,從而更方便的簡化代碼.每個for循環的初始化條件都是i=0,for循環中的內容都是相同的. 只有結束條件不同: 

第一個for的結束條件是<4；第二個for循環的結束條件<3；第三個for循環的結束條件<2；第四個for循環的結束條件<1；我們發現4正好是數組的長度-1,這樣可以進行如下優化: 第一個for的結束條件是<array.length-1-0 ，二個for循環的結束條件<array.length-1-1，第三個for循環的結束條件<array.length-1-2，第四個for循環的結束條件<array.length-1-3這樣四個for循環的結束條件唯一不同的就是最后減的數字不同(其實真正的含義是每一趟排序都會確定出一個數字的具體的位置,下一趟排序,就可以少排一個)

(注意:其實最后減的數字可以不寫的,寫上是為了提高效率,但是前面的array.length-1中的-1不能省略,是為了防止索引越界異常,因為我們進行比較的時候,分別用i和i+1作為索引獲取數組中的元素,所以要保證i和i+1都不能越界,所以i必須<array.length-1)

代碼

public class BubbleSort {

    public static void main(String[] args) {

        //定義數組

        int[] array = {3,4,5,6,7};

        //從索引為0開始依次向后兩兩比較

        for(int i = 0;i<array.length‐1‐0;i++) {

            if(array[i]<array[i+1]) {    //只要后面的比它大就交換

                int temp = array[i];

                array[i] = array[i+1];

                array[i+1] = temp;

            }

    }

    System.out.println("第一趟排序后:"+Arrays.toString(array));

    //從索引為0開始依次向后兩兩比較,總共比較3次

    for(int i = 0;i<array.length‐1‐1;i++) {

        if(array[i]<array[i+1]) {    //只要后面的比它大就交換

            int temp = array[i];

            array[i] = array[i+1];

            array[i+1] = temp;

        }

    }

    System.out.println("第二趟排序后:"+Arrays.toString(array));

    //從索引為0開始依次向后兩兩比較,總共比較2次

    for(int i = 0;i<array.length‐1‐2;i++) {

        if(array[i]<array[i+1]) {    //只要后面的比它大就交換

            int temp = array[i];

            array[i] = array[i+1];

           array[i+1] = temp;

         }

    }

    System.out.println("第三趟排序后:"+Arrays.toString(array));

    //從索引為0開始依次向后兩兩比較,總共比較1次

    for(int i = 0;i<array.length‐1‐3;i++) {

        if(array[i]<array[i+1]) {    //只要后面的比它大就交換

            int temp = array[i];

            array[i] = array[i+1];

            array[i+1] = temp;

        }

    }

    System.out.println("第四趟排序后:"+Arrays.toString(array));

    }

}

運行結果

第一趟排序后:[4, 5, 6, 7, 3]

第二趟排序后:[5, 6, 7, 4, 3]

第三趟排序后:[6, 7, 5, 4, 3]

第四趟排序后:[7, 6, 5, 4, 3]

冒泡排序的最終代碼

以上4個for循環代碼重復性較高,唯獨不一樣的地方就是每個for循環結束條件最后減的數字不同,第一個for循環結束條件減的數字是0,第二個for循環結束條件減的數字是1,第3個for循環結束條件減的數字是2,第4個for循環結束條件減的數字是3,這樣可以寫一個循環4次的for循環,假設循環變量為j,只要j的取值>=0開始到<4結束,正好能獲取0,1,2,3的數字,然后把上面的任意一個for循環作為循環體,把該循環體中for循環的結束條件中最后減掉的數字用j替換掉即可.發現5個數只需要排4趟,那么n個數需要排n-1趟,如果上面的循環中的變量j的范圍固定寫成<4,對于有6,7,...個數字的數組排序是不通用的,所以4可以使用數組的長度array.length-1 = 5-1 來表示

代碼

public class BubbleSort {

    public static void main(String[] args) {

    //定義數組

    int[] array = {3,4,5,6,7};

    System.out.println("排序前的內容:"+Arrays.toString(array));

    for(int j = 0;j<array.length‐1;j++) {    //外層循環,趟數

        //j:0,1,2,3

        //i = 0:表示每次都從索引為0的開始,向后兩兩比較

        for(int i = 0;i<array.length‐1‐j;i++) {

        //內層循環,每趟執行的次數,‐1為了防止索引越界,‐j為了提高效率

            if(array[i]<array[i+1]) {

                int temp = array[i];

                array[i] = array[i+1];

                array[i+1] = temp;

           }

        }

    }

    System.out.println("排序后的內容:"+Arrays.toString(array));

    }

}

運行結果

排序前的內容:[3, 4, 5, 6, 7]

排序后的內容:[7, 6, 5, 4, 3]

總結

1、冒泡排序的原理：每次都從第一個元素開始(索引0),向后兩兩比較,只要后面的比前面的大,就交換(從大到小)

2、通過畫圖分析，5個數字排4趟，n數字排n-1趟，而外層的for循環代表的是循環的趟數，所以外層循環的結束條件是array.length-1，但是寫array.length代碼也沒有問題，比如5個數字在第4趟都已經排好了，再進行第5趟排序,也不會影響程序的結果。

3、內層循環變量的初始值寫成int i =0，是為了保證每次都從第一個元素開始(索引為0)向后兩兩比較。但是內層循環的結束條件i<array.length-1-i，這里一定要-1，原因很簡單，因為在內層循環中分表使用i和i+1作為索引獲取數組的元素，就要保證i和i+1都不能超出數組的索引范圍，即i<array.length && i+1<array.length 推導出i<array.length-1.最后的-i只是為了提高效率,因為每趟排序都會確定一個數組元素的位置，下一趟排序的時候,已經確定好位置的元素是不用繼續排序的。推薦了解黑馬程序員java培訓課程。

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