Java冒泡排序实例分析
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情况是这样子的,当时和面试官聊的感觉还可以,就在他觉得好像差不多快结束的时候,面试官给他扔了个题:“我这刚好有纸和笔,你来写个冒泡排序吧。”
这位读者心里一慌,为什么慌,倒并不是因为不会写,因为作为一个程序员,冒泡排序基本上没有不会写的,而是事发突然,感觉不太妙。当时他是这么写的:
public void bubbleSort(int[] source) {
for(int i = source.length - 1; i > 0; i--) {
for(int j = 0; j < i; j++) {
if(a[j] > a[j+1])
//交换,具体实现略
swap(source, j, j+1);
}
}
}
果不其然,他写了之后,面试官就问他,这种写法有没有什么问题?能否继续优化?结果还真没答上来。(看到这里,读者们不妨也先思考下如何优化。)
今天就这个冒泡排序,我们再多聊几句,回归一下经典。也希望以后有朋友实习也好,校招也罢,不要再栽在同样的问题上了。
冒泡排序算法的时间复杂度高,如果不清楚算法复杂度如何计算,可以参考下这篇文章:循序渐进带你学习时间复杂度和空间复杂度。但是冒泡排序简单,基本流程是:每一轮从头开始两两比较,将较大的项放在较小项的右边,这样每轮下来保证该轮最大的数在最右边。如何实现?就如上面这位朋友所写的那样,基本上大家都会写。
但是今天主要讨论的是如何优化,有人可能会说,这是再简单不过的算法了,还有什么好优化的?确实,上面这段代码没有毛病,但的确是有可优化之处的。
我们可以假设一种场景,比如 8 1 2 3 5 7,进行一次排序之后,结果就变成了 1 2 3 5 7 8,那我们还有必要再像上面代码里那样继续循环下去吗?肯定没有必要了,因为这已经是最终结果了。
针对上面的代码,我们优化的点主要在于:假如某一趟排序之后已经有序,我们需要减少排序的趟数。否则就做了很多无用功。
针对这个问题,我们可以考虑在算法中加入一个布尔变量,来标识该轮有没有进行数据的交换,若在某一趟排序中未发现数据位置的交换,则说明待排序的无序区中所有的项均已满足排序后的结果。那么就没有必要再次排序下去了。可以如下改造:
public void bubbleSort(int[] source) {
boolean exchange;
for(int i = source.length - 1; i > 0; i--) {
exchange = false;
for(int j = 0; j < i; j++) {
if(a[j] > a[j+1]) {
swap(source, j, j+1);
exchange = true;
}
}
if(!exchange) return;
}
}
这样就优化完了,其实代码逻辑很简单,通过一个布尔变量即可监控一趟过程有没有进行数据交换。
冒泡排序最好的情况是初始状态是正序的,一次扫描即可完成排序,所以最好的时间复杂度为O(N);最坏的情况是反序的,此时最坏的时间复杂度为O(N^2)。平均情况,每轮N/2次循环,N轮时间复杂度为O(N^2)。所以它并不是个好的排序算法。这个问题的讨论就到此结束,如果有更好的优化算法也欢迎留言讨论。
冒泡排序并不好,但为什么面试官还会去问?针对这件事情,我们需要注意什么呢?
1. 经典的东西,可能已经不用了,但是从经典的东西身上,我们能学到的还有很多,否则也不会成为经典。特别是那些面试经常被问到的,总有它存在的合理性。
2. 教科书上的东西不代表实战,所以很多时候考虑到非理想情况下,就可能不那么适用了。面试官往往更加注重的是在不适用的情况下,面试者是如何应对的。面试官更加看重的是面试者的思路。
3. 应届生不能浮躁,特别是在准备面试的时候,一定要步步为营,切忌好高骛远,浅尝辄止,多学习学习经典的数据结构和算法(最常用的经典数据结构和算法汇总),多做做算法题还是很有必要的。
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