什么是冒泡排序？
写在前面
冒泡排序是一种简单的排序算法，它通过反复遍历要排序的元素列表，比较相邻的两个元素并交换它们的位置（如果顺序不正确），直到没有更多的交换需要进行为止。这个过程就像水中的气泡一样，较小的元素会逐渐“浮”到顶部，而较大的元素则会“沉”到底部。
算法描述
- 从列表的第一个元素开始，比较它与下一个元素的大小。
- 如果第一个元素大于第二个元素，则交换它们的位置。
- 继续比较下一个相邻的元素，重复步骤2，直到到达列表的末尾。
- 重复步骤1到3，直到整个列表都被遍历且没有更多的交换需要进行。
JavaScript 实现
以下是使用 JavaScript 实现冒泡排序的示例代码：
function bubbleSort(arr) {
const len = arr.length;
for (let i = 0; i < len - 1; i++) {
for (let j = 0; j < len - 1 - i; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
// 交换元素
[arr[j], arr[j + 1]] = [arr[j + 1], arr[j]];
}
}
}
return arr;
}
// 示例用法
const unsortedArray = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90];
console.log(bubbleSort(unsortedArray)); // [11, 12, 22, 25, 34, 64, 90]
在上面的代码中，我们定义了一个名为 bubbleSort 的函数，它接受一个数组作为参数并返回排序后的数组。函数内部使用两个嵌套的循环来实现冒泡排序算法。
外层循环控制排序的轮数，内层循环则比较相邻的元素并进行交换。注意，内层循环的终止条件是 len - 1 - i，因为在每一轮排序后，最后一个元素已经是正确的位置了，所以不需要再比较它。
时间复杂度分析
冒泡排序的时间复杂度为 O(n^2)，其中 n 是要排序的元素数量。这是因为在最坏情况下，算法需要进行 n-1 轮比较和交换操作，每轮操作都需要遍历整个数组。
虽然冒泡排序的时间复杂度较高，但它的实现非常简单，且在小规模数据集上表现良好。对于大规模数据集，通常会选择其他更高效的排序算法，如快速排序、归并排序等。
优化冒泡排序
可以通过一些优化来改进冒泡排序的性能。以下是一些常见的优化方法：
- 添加标志位：在每一轮排序中，如果没有发生任何交换操作，说明数组已经是有序的，可以提前结束排序过程。
- 鸡尾酒排序：也称为双向冒泡排序，它在每一轮排序中既从左到右比较元素，也从右到左比较元素，能够更快地将较小和较大的元素移动到正确的位置。
以下是使用标志位优化的冒泡排序示例代码：
function bubbleSortOptimized(arr) {
const len = arr.length;
let swapped;
do {
swapped = false;
for (let i = 0; i < len - 1; i++) {
if (arr[i] > arr[i + 1]) {
[arr[i], arr[i + 1]] = [arr[i + 1], arr[i]];
swapped = true;
}
}
} while (swapped);
return arr;
}
// 示例用法
const unsortedArray = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90];
console.log(bubbleSortOptimized(unsortedArray)); // [11, 12, 22, 25, 34, 64, 90]
在上面的代码中，我们添加了一个名为 swapped 的标志位来记录每一轮排序中是否发生了交换操作。如果没有发生交换，说明数组已经是有序的，可以提前结束排序过程。
总结
冒泡排序是一种简单直观的排序算法，虽然其时间复杂度较高，但在小规模数据集上仍然是一个有效的选择。通过添加标志位等优化方法，可以进一步提高冒泡排序的性能。
原文地址：https://blog.csdn.net/Ght19970126/article/details/143796465
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