图解Java实现冒泡排序(Bubble Sort)

发布于:2025-04-12 ⋅ 阅读:(41) ⋅ 点赞:(0)

 

核心思想:


冒泡排序就像「水中的气泡上浮」,每次比较相邻元素,如果顺序不对就交换,把最大的元素一步步推到数组末尾。重复这个过程,直到整个数组有序。

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📌 分步拆解(以数组 `[5, 3, 8, 1]` 为例)

 第一轮冒泡(找出最大值 8)


```
初始数组:[5, 3, 8, 1]
Step 1: 5 vs 3 → 交换 → [3,5,8,1]
Step 2: 5 vs 8 → 不交换
Step 3: 8 vs 1 → 交换 → [3,5,1,8]
结果:最大值 8 沉底 → [3,5,1,8]
```

第二轮冒泡(找出次大值 5)


```
当前数组:[3,5,1,8]
Step 1: 3 vs 5 → 不交换
Step 2: 5 vs 1 → 交换 → [3,1,5,8]
结果:次大值 5 沉底 → [3,1,5,8]
```

 第三轮冒泡(找出第三大值 3)


```
当前数组:[3,1,5,8]
Step 1: 3 vs 1 → 交换 → [1,3,5,8]
结果:第三大值 3 沉底 → [1,3,5,8]
```

 最终结果:


数组有序 → **[1, 3, 5, 8]**

---

 🖥️ Java代码实现


```java
public class BubbleSort {
    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        // 外层循环:控制冒泡轮数(每轮确定一个最大值)
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            // 内层循环:比较相邻元素并交换
            for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    // 交换元素(像气泡上浮)
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {5, 3, 8, 1};
        bubbleSort(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr)); // 输出 [1, 3, 5, 8]
    }
}
```

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 🎨 图解流程


```
初始数组: [5] [3] [8] [1]
          ↑   ↑
第一轮比较5和3 → 交换 → [3][5][8][1]

第一轮继续:      [5] [8] → 不交换
               ↑   ↑
第一轮继续:        [8] [1] → 交换 → [3][5][1][8]
                     ↑   ↑

第二轮开始: [3][5][1][8]
          ↑   ↑
第二轮比较3和5 → 不交换

第二轮继续:   [5][1] → 交换 → [3][1][5][8]
             ↑   ↑
```

---

 ⚙️ 时间复杂度


- **最坏情况**:O(n²)(完全逆序)
- **最佳情况**:O(n)(已有序,可优化提前终止)

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 💡 关键点总结


1. **双重循环**:外层控制轮数,内层遍历比较。
2. **相邻交换**:每次只交换相邻元素。
3. **逐步沉底**:每轮确定一个最大值到末尾。
4. **适用场景**:小规模数据或教学演示(实际开发中效率较低)。


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