Den Bubble-Sort-Algorithmus verstehen (mit Beispielen in Java)
Jan 18, 2025 am 02:14 AM
Detaillierte Erkl?rung von Bubble Sort: ein einfacher Sortieralgorithmus
Bubble Sort ist einer der einfachsten Sortieralgorithmen. Dabei werden benachbarte Elemente wiederholt verglichen und ausgetauscht, wenn sie nicht in der richtigen Reihenfolge sind. Wenn die Sortierreihenfolge beispielsweise aufsteigend ist, werden benachbarte Elemente verglichen und das gr??ere Element wird rechts platziert. In jeder Iteration vergleichen wir nur die unsortierten Elemente und platzieren das gr??te Element an der letzten Position der unsortierten Elemente im Array.
Dieser Algorithmus wird treffend als Blasensortierung bezeichnet, da sich die Elemente bei jeder Iteration zur rechten Seite des Arrays bewegen, wie eine Blase, die an die Wasseroberfl?che steigt.
So funktioniert die Blasensortierung
Angenommen, wir m?chten dieses Array in aufsteigender Reihenfolge sortieren:
Erste Iteration
In der ersten Iteration versuchen wir, das gr??te Element an das Ende des Arrays zu verschieben. Daher vergleichen wir wiederholt benachbarte Elemente und tauschen sie aus, wenn sie nicht in der richtigen Reihenfolge sind.
Elemente, die an die richtige Position verschoben wurden, gelten als sortiert.
Folgende Iterationen
Dieser Vorgang wird für alle Iterationen wiederholt, bis das Array sortiert ist. In jeder Iteration vergleichen wir nur die unsortierten Elemente, da die sortierten Elemente bereits in der richtigen Reihenfolge vorliegen.
Wir durchlaufen das Array n-1 Mal, wobei n die L?nge des Arrays ist. Das hei?t, da unser Array sechs Elemente hat, durchlaufen wir das Array nur fünfmal. Dies liegt daran, dass nach der fünften Iteration die fünf Elemente an ihren korrekten Positionen platziert wurden, sodass das letzte unsortierte Element als sortiert gilt. Nachdem alle Iterationen abgeschlossen sind, erhalten wir ein sortiertes Array.
Implementierung der Blasensortierung
public class BubbleSortTest {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {8, 2, 6, 4, 9, 1};
System.out.println("未排序數(shù)組: " + Arrays.toString(arr));
bubbleSort(arr);
System.out.println("已排序數(shù)組: " + Arrays.toString(arr));
}
public static void bubbleSort(int[] arr) {
int size = arr.length;
// 循環(huán)遍歷數(shù)組 size-1 次
for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
// 比較相鄰元素
for (int j = 0; j < size - i - 1; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
}
}
Durch Ausführen dieses Codes wird die folgende Ausgabe in der Konsole ausgegeben:
<code>未排序數(shù)組: [8, 2, 6, 4, 9, 1] 已排序數(shù)組: [1, 2, 4, 6, 8, 9]</code>
In dieser Implementierung der Blasensortierung durchlaufen wir jedes Mal das Array, auch wenn das Array bereits sortiert ist. Wir k?nnen den Code weiter optimieren, sodass die Sortierung stoppt, sobald das Array sortiert wurde.
Optimierte Blasensortierung
public static void bubbleSortOptimised(int[] arr){
int size = arr.length;
boolean swapped;
// 循環(huán)遍歷數(shù)組 size-1 次
for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
swapped = false;
// 比較相鄰元素
for (int j = 0; j < size - i - 1; j++) {
if (arr[j] > arr[j+1]){
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
swapped = true;
}
}
// 如果沒有交換，則數(shù)組已排序
if(!swapped) break;
}
}
Wenn wir mit dieser Implementierung versuchen, ein bereits sortiertes Array zu sortieren, iterieren wir nur einmal und stoppen, wenn keine Sortierung erfolgt.
Komplexit?t der Blasensortierung
Zeitliche Komplexit?t:
Bester Fall (O(n)):
Im besten Fall ist das Eingabearray bereits sortiert. Der Algorithmus iteriert das Array nur einmal, um zu prüfen, ob es sortiert ist, und führt keine Vertauschung durch.
Durchschnittsfall (O(n2)):
Wenn die Elemente des Eingabearrays in zuf?lliger Reihenfolge vorliegen. Der Algorithmus muss mehrmals iterieren und Swaps durchführen, um das Array zu sortieren.
Worst Case (O(n2)):
Das schlimmste Szenario ist, dass das Eingabearray in umgekehrter Reihenfolge sortiert wird. Der Algorithmus durchl?uft n-1 Iterationen und führt die maximale Anzahl an Swaps durch.
Raumkomplexit?t O(1):
Bubble Sort ist ein In-Place-Sortieralgorithmus, das hei?t, es erfordert keinen zus?tzlichen Speicher proportional zur Gr??e des Eingabearrays.
Fazit
Bubble Sort ist ein Algorithmus, der leicht zu verstehen und zu implementieren ist. Aufgrund seiner hohen zeitlichen Komplexit?t ist es jedoch nicht für die Verarbeitung gro?er Datenmengen geeignet. Die Blasensortierung kann verwendet werden, wenn Sie mit kleinen Datens?tzen arbeiten oder wenn Ihnen die Komplexit?t egal ist.
Das obige ist der detaillierte Inhalt vonDen Bubble-Sort-Algorithmus verstehen (mit Beispielen in Java). Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!
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Best Practices für die Verwendung von Enums in Java
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Wie funktioniert ein Hashmap in Java intern?
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HashMap implementiert das Schlüsselwertpaarspeicher durch Hash-Tabellen in Java, und sein Kern liegt in schneller Positionierungsdatenorte. 1. Verwenden Sie zun?chst die HashCode () -Methode des Schlüssels, um einen Hash -Wert zu generieren und durch Bit -Operationen in einen Array -Index umzuwandeln. 2. Verschiedene Objekte k?nnen den gleichen Hash -Wert erzeugen, was zu Konflikten führt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Knoten in Form einer verknüpften Liste montiert. Nach JDK8 ist die verknüpfte Liste zu lang (Standardl?nge 8) und wird in einen roten und schwarzen Baum umgewandelt, um die Effizienz zu verbessern. 3. Bei Verwendung einer benutzerdefinierten Klasse als Schlüssel müssen die Methoden Equals () und HashCode () umgeschrieben werden. 4.. Hashmap erweitert die Kapazit?t dynamisch. Wenn die Anzahl der Elemente die Kapazit?t und Multiplizierung mit dem Lastfaktor (Standard 0,75) überschreitet, erweitern und rehieren Sie sie. 5.
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