数据结构学习之冒泡算法

class ArrayBub{
private long[] a;
private int nElems;

public ArrayBub(int max) {
a = new long[max];
nElems = 0;
}

public void insert(long value) {
a[nElems] = value;
nElems++;
}

public void display() {
for (int j = 0; j < nElems; j++) {
System.out.print(a[j] + " ");
}
System.out.println(" ");
}

public void bubbleSort() {
int out;
int in;
for (out = nElems - 1; out > 1; out--) {
for (in = 0 ; in < out; in++) {
if (a[in] > a[in+1])
swap(in,in+1);
}
}
}

private void swap(int n1,int n2){
long temp = a[n1];
a[n1] = a[n2];
a[n2] = temp;
}
}
public class bubbleSort {
public static void main(String[] args) {
ArrayBub arr = new ArrayBub(100);

arr.insert(77);
arr.insert(99);
arr.insert(44);
arr.insert(55);
arr.insert(22);
arr.insert(88);
arr.insert(11);
arr.insert(00);
arr.insert(66);
arr.insert(33);

arr.display();
arr.bubbleSort();
arr.display();
}
}

算法思路

将最大的数据项放在数组的最后面。

外层for循环的计数器out从数组的最后面开始，即out等于nElems-1，每经过一次out-1。下标大于out的都是已经排序好的，变量out在每完成一次内部循环（计数器减一）向左一位，一次算法就不用再处理那些排序好的数据。

内层for循环的计数器in从数组的最左边算起，内部循环体每次自增1，当等于out的时候结束循环。

第一次外层循环，out=9，进入内循环，比较a[0]和a[1]，然后两者间的较大值与a[2]比较，以此类推，一直比较到a[8]{这个理解很重要，因为并不会立刻比较到a[9]，下面有一个a[n+1]，故这里面就是最大为a[8]，然后让这个最大的a[8]去和a[9]比较，也可以理解为in实际上最大就是nElmes-2}这9个数，找出其中的最大数，然后放在a[9]的位置。

定义了一个数组类，主函数中创建了一个数组对象，通过圆点运算符来访问和调用它的数据和方法，在这个数组类中定义了一个insert()方法（用来对数组插入），一个display()方法（用来打印数据），一个bubbleSort()方法，就是本程序的核心，swap()方法用来实现bubbleSort()。

这里将方法全部定义在数组类中，是为了在主函数中不进行方法的编写，使得代码看起来更加简洁，这样容易维护。

冒泡算法的效率：

若数组中有N个数据项，则需要比较的次数为

N+(N-1)+(N-2)+…+1=N*(N-1)/2

忽略减一，且大O算法中不算常数，故需要O(N^2)时间级别。