冒泡排序(Bubble Sort)又稱為泡式排序，是一種簡單的排序算法。它重復地走訪過要排序的數列，一次比較兩個元素，如果它們的順序錯誤就把它們交換過來。走訪數列的工作是重復地進行直到沒有再需要交換，也就是說該數列已經排序完成。這個算法的名字由來是因為越小的元素會經由交換慢慢“浮”到數列的頂端。

算法特性

• 穩定性

冒泡排序是一種穩定性的排序算法。

• 時間復雜度

在完全有序的情況下，最好的時間復雜度是O(n)，只需要1次冒泡。而在極端情況完全逆序，時間復雜度為O(n^2)。

• 空間復雜度

冒泡排序是一種原地排序算法，不需要額外的空間進行排序。因此，冒泡排序的空間復雜度為O(1)。

算法步驟

1. 比較相鄰的元素。如果第一個比第二個大，就交換它們兩個。

2. 對每一對相鄰元素作同樣的工作，從開始第一對到結尾的最后一對。這步做完后，最后的元素會是最大的數。

3. 針對所有的元素重復以上的步驟，除了最后一個。

4. 持續每次對越來越少的元素重復上面的步驟，直到沒有任何一對數字需要比較。

動畫演示

冒泡排序動畫演示.gif

代碼實現

Java代碼:

public static int[] bubbleSort(int[] sourceArray) {
    if (sourceArray == null || sourceArray.length < 2) {
        return sourceArray;
    }

    int[] array = Arrays.copyOf(sourceArray, sourceArray.length);
    for (int i = 1; i < array.length; i++) {
        boolean flag = true;

        for (int j = 0; j < array.length - i; j++) {
            if (array[j] > array[j + 1]) {
                swap(array, j, j + 1);
                flag = false;
            }
        }

        if (flag) {
            break;
        }
    }

    return array;
}

private static void swap(int[] array, int i, int j) {
    int tmp = array[i];
    array[i] = array[j];
    array[j] = tmp;
}

結語

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