氣泡排序，是一種很簡單的排序演算法。原理就不過多介紹了，直接入手demo。

需求：輸入一組資料，用氣泡排序進行排序。

先用最直接的方法進行排序，程式碼如下：

//對一組數進行氣泡排序
public class Bubble01 {
	public static void main(String[] args) {
		int flag = 0;//用於記錄次數
		int num[] = {1,23,54,5,21,51,41,23,15,47};//模擬輸入陣列
		for (int i = 0; i < num.length - 1; i++) {//外層迴圈，用於控制迴圈次數。一共需要迴圈n(陣列大小)-1次
			for (int j = 1; j < num.length - i; j++) {//內層迴圈，用於資料比較第一次比0~n的數第二次0~n-1……
				if(num[j] < num[j-1]){
					int temp = num[j];
					num[j] = num[j-1];
					num[j-1] = temp;
				}
				flag++;//記錄次數
			}
		}
		for (int i : num) {
			System.out.print(i + "　");//輸出目標陣列
		}
		System.out.println("\n迴圈次數:" + flag);//輸出迴圈次數
	}
}
 

輸出結果：

1　5　15　21　23　23　41　47　51　54　
迴圈次數:45

但是，這種效率是很低的，我們仔細想想，如果陣列是 1 2 4 3 5 6 7 8 9，按照上面的方法，第一次迴圈，在3和4交換之後，陣列變成 1 2 3 4 5 6 7 8 9，按照第一種方法來說，接下來會進行 1 2 3 4 5 6 7 8的第二次迴圈，可是我們可以明顯知道，接下來是不應該繼續下去了，已經成為了有序數列。那麼我們應該怎麼樣減少“浪費”的迴圈呢？於是我們可以設定一個迴圈標記isExit，在下一次迴圈之前，我們把這個標記設為false，如果在下一次迴圈裡面有數字的交換，那麼說明下一次迴圈之後的結果不一定是排序好的結果，直到接下來迴圈沒有出現過數字的交換的時候，那麼這次一定為排序後的序列。

理解起來很簡單，優化方式一

，程式碼如下：

//氣泡排序優化版本1
public class Bubble02 {
	public static void main(String[] args) {
		int flag = 0;//用於記錄次數
		int num[] = {1,23,54,5,21,51,41,23,15,47};//模擬輸入陣列
		boolean isExit = true;//是否繼續迴圈標誌
		int j = num.length;//下次迴圈截止位置
		while(isExit){
			isExit = false;//如果for迴圈完成之後，該標記未改變說明陣列已經為有序，則退出迴圈。
			for (int i = 1; i < j; i++) {
				if(num[i] < num[i-1]){
					int temp = num[i];
					num[i] = num[i-1];
					num[i-1] = temp;
					isExit = true;//如果for迴圈完成之後，該標記已經改變說明陣列可能還未有序，則繼續迴圈。
				}
				flag++;//記錄次數
			}
			j--;//下一次就減少一位
		}
		for (int i : num) {
			System.out.print(i + "　");//輸出目標陣列
		}
		System.out.println("\n迴圈次數:" + flag);//輸出迴圈次數
		
	}
}
 

輸出結果：

1　5　15　21　23　23　41　47　51　54　
迴圈次數:42

哈哈，迴圈次數確實減少了呢！但是我們再仔細想一想，陣列1 2 4 3 5 6 7 8 9，第一次迴圈交換結束後為 1 2 3 4 5 6 7 8 9，則接下來進行第二次迴圈，迴圈範圍為 1 2 3 4 5 6 7 8，按照第一種優化方式，我們會把陣列 1 2 3 4 5 6 7 8全部比一遍，發現已經沒有數字交換了，那麼應該為排序陣列了，符合了要求。但是我們第二次有必要去把 1 2 3 4 5 6 7 8全部比一遍嗎？我們交換了 4 3的位置，後面的5 6 7 8 9並沒有交換，則可以預設交換位置之後的數列為有序數列，所以第二次其實只需要看1 2 3 4 是不是有序數列就可以了，這樣也減少了大量的次數呢！

優化方式二，程式碼如下。

//氣泡排序優化版本2
public class Bubble03 {
	public static void main(String[] args) {
		int flag = 0;//用於記錄次數
		int num[] = {1,23,54,5,21,51,41,23,15,47};//模擬輸入陣列
		boolean isExit = true;//是否繼續迴圈標誌
		int j = num.length;//下次迴圈截止位置
		int k = 0;//記錄最後一次交換的位置，k之後的說明已經是排好順序的了
		while(isExit){
			isExit = false;
			for (int i = 1; i < j; i++) {
				if(num[i] < num[i-1]){
					int temp = num[i];
					num[i] = num[i-1];
					num[i-1] = temp;
					k = i;//記錄交換位置
					isExit = true;
				}
				flag++;//記錄次數
			}
			j = k;//下次迴圈的截止位置應該是為最後一次交換的位置
		}
		for (int i : num) {
			System.out.print(i + "　");//輸出目標陣列
		}
		System.out.println("\n迴圈次數:" + flag);//輸出迴圈次數
	}
}

輸出結果：

1　5　15　21　23　23　41　47　51　54　
迴圈次數:38

優化方式是自己摸索出來的，也不知道是否正確，如有不正確的地方，歡迎點評。