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Java倆種形式實現氣泡排序

資料排序的重要性在實際專案開發中的重要性不言而喻,無論是資料整理還是分析都離不開排序這道工序。

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氣泡排序——

      是一種比較簡單的排序方法,也是在資料結構課程中我們學習到的第一種排序方法。但是氣泡排序在簡單排序中屬於時間複雜度較高的方法,用大O表示法為O(N*N)。可是雖然如此,這種排序的思想仍然需要我們去很好的掌握,而且由於其在理解上較為容易,所以在資料量較少(此數量級基本上感覺不到氣泡排序的笨拙)的情況下使用起來也是相當順手的。

排序思想:

此處藉助《Java資料結構和演算法》一書中的形象例子來呈現:


我們從這幅圖中可以很清楚的找到氣泡排序的思想,即從左向右依次倆倆比較,較大者向右移動,若比較時較大者本在右側則不做右移操作,也因為此操作使得實際的比較次數>交換次數。經過N*(N-1)/2次的比較後完成排序操作(若有10個數要進行9+8+7+6+5+4+3+2+1次比較)。

程式碼實現——

我們將通過使用者指定輸入的陣列大小,自動產生一個整數型別的陣列,然後進行氣泡排序。

import java.util.Random;
import java.util.Scanner;
public class BubbleSort{
	//test the bubbleSort
	public static void main(String[] aegs){
		Scanner sc=new Scanner(System.in);
		int[] array=null;
		//produce a array
		ArrayUtil util=new ArrayUtil();
		System.out.println("Please set array`s size:");
		int size=sc.nextInt();
		array=util.produce(size);
		System.out.println("Before sort!");
		util.show(array);
		Sort s=new Sort(array);
		array=s.sortArray();
		//show sorted array
		System.out.println("After sort!");
		util.show(array);
		System.out.format("compairsion_times:%d--exchange_times:%d",s.getComparisiontimes(),s.getExchangetimes());
	}
}
class Sort{
	private int[] arr=null;
	private int EXCHANGE_TIMES=0;
	private int COMPIRASION_TIMES=0;
	public Sort(int[] array){
		arr=array;
	}
	public int[] sortArray(){
		//this array is not empty
		if(arr!=null&&arr.length>0){
			//sort array
			int temp=0;
			int index=0;
			int count=0;
			//method1(根據冒泡思想衍生出的另一種書寫方式,while+for實現)
			while(true){
				for(int i=index+1;i<arr.length-count;i++){
					if(arr[index]>arr[i]){
						temp=arr[i];
						arr[i]=arr[index];
						arr[index]=temp;
						EXCHANGE_TIMES++;
					}
					COMPIRASION_TIMES++;
					index++;
			    }
				index=0;
				count++;
				if(count==arr.length-1){
					break;
				}
			}
			//method2
	               /*(方法二,也是我們書本上常見的書寫方式,通過倆層for迴圈完成排序)
			for(int i=arr.length-1;i>1;i--){
				for(int j=0;j<i;j++){
					if(arr[j]>arr[j+1]){
						EXCHANGE_TIMES++;
						temp=arr[j+1];
						arr[j+1]=arr[j];
						arr[j]=temp;
					}
					COMPIRASION_TIMES++;
				}
				
			}
			*/
			return arr;
		}else{
			return null;
		}
	}
	//get exchange times(獲取排序時交換次數)
	public int getExchangetimes(){
		return EXCHANGE_TIMES;
	}
	
	//get comparision times(獲取排序時比較次數)
	public int getComparisiontimes(){
		return COMPIRASION_TIMES;
	}
}
//tool class(此類完成陣列的自動生成和陣列資料的顯示)
class ArrayUtil{
	private int[] arr=null;
	//make a array(產生指定大小的陣列)
	public int[] produce(int num){
		Random rand=new Random(500);
		arr=new int[num];
		for(int i=0;i<num;i++){
			arr[i]=rand.nextInt(100);
		}
		return arr;
	}
	//show array(顯示陣列資料)
	public void show(int[] array){
		if(array!=null){
			for(int a:array){
				if(a==array[array.length-1]){
				  System.out.format("%d\n",a);
				}else{
				  System.out.format("%d->",a);
				}
			}
		}
	}

} 

執行效果: