動畫：如何給面試官寫一個滿意的冒泡排序

寫在前邊

對於冒泡排序，不少小夥伴已經能夠說很熟悉了，順手就能夠寫出來，但對於一個初學者來講，小鹿想經過這篇文章，讓你一次性就理解冒泡排序以及冒泡排序的優化，就不用去翻看其餘文章了。

記得以前一個讀者和小鹿說去面試的時候，面試官讓寫一個冒泡排序，也寫出來了，最後去沒有經過面試。其實他的冒泡排序沒有進行優化的，這也不是重點。

在學數據結構和算法我有一個重大的發現，也包括我本身前期剛接觸數據結構，對於一些排序算法都是去背加理解，可是這個理解呢，若是沒有很深入的理解，在手寫代碼的時候容易亂，因此呢，要想快速、正確、給面試官一個滿意的冒泡排序，就跟着小鹿學起來吧。

一、什麼是冒泡排序？

冒泡排序，顧名思義，那就是冒泡唄。咱們最早想到的是魚在水裏的冒泡的過程。「沒見過魚！」，好吧，那就讓你見識一下魚吐泡泡，哈哈！

咱們能夠在圖中能夠發現，魚吐的泡泡離水面越近，他的泡泡就會越大，其實咱們的冒泡排序和魚吐泡泡的原理是如出一轍子的。

二、設計一個冒泡排序

若是你是設計冒泡排序的人，你打算怎麼根據魚吐泡泡的原理去設計呢？那今天咱們就假設本身是設計冒泡排序的人，如何設計一個冒泡排序？

咱們在魚吐泡泡中發現的規律是，每次冒泡最大的會在最上邊（離進水面），因此咱們也要使得一組數據的最大值放在最上方。所給的原始數據以下：

爲了咱們好理解，咱們把數組豎起來。

基本的目標咱們確認了，就是讓最大的數字放在數組的最尾部（咱們能夠想象把數組立起來，尾部在上，數組頭部在下）。既然最大的放在上邊，那怎麼在一組數據中尋找最大值，而後放到最頂端。上邊的數據就會變成下邊這個樣子（8位於最上邊）：

若是咱們從底部開始，前兩個數據做對比，若是上邊的數據大於下邊的數據，就用這個上邊的數字去和它上邊的數字比較大小。若是下邊的數字大於上邊的數字，那咱們就將這兩個數字交換位置。以此類推，這樣一組下來以後，這組數據的最大值就跑到了最上方（數組尾部），這個過程是怎麼樣子的呢？以下動畫：

閃爍表明比較，放大爲兩個數最大值

每尋找一次最大值，就要從剩餘的數據中尋找最大值依次放置到頂部。

咱們看到上方的一組冒泡下來以後，8位於最上方了，而後將剩餘的數據再進行冒泡，一樣的冒泡過程。

假設 n 個數據，當冒泡 n - 1 次以後，全部的數據就已經排序完成了。

三、冒泡排序優化

咱們會發現咱們設計的冒泡排序中存在一個問題就是，若是這組數據已是排好序的，若是咱們還在上邊所說的同樣，每一個數據都要進行一次冒泡，此時的性能效率會很是低下，因此咱們對設計的冒泡排序進行一次優化。

如何優化呢？咱們能夠加一個判斷，若是咱們第一組數據冒泡的過程當中沒有數據交換，此時數據已是有序的了，而後直接返回在這組數據就能夠了，不必再向下繼續冒泡。

四、手寫冒泡排序

1/**
 2 * 時間:2019/3/14 
 3 * 功能:冒泡排序
 4 * @param a:數組
 5 * @param n:數組的大小
 6 * 邊界條件:
 7 * 1) 判斷數組是否有數據
 8 * 算法思路:
 9 * 1)外循環 for 須要 n 個數據 n 次冒泡
10 * 2)內循環每次冒泡的比較次數，每冒泡比較次數都 -1
11 * 3)冒泡優化
12 */
13var flag = false;
14const bubblesort = (a) =>{
15    if(a.length < 1) return;
16    for(let i = 0;i < a.length;i++){
17        for(let j = 0;j < a.length-1-i;j++){
18            if(a[j]>=a[j+1]){
19                let temp = a[j];
20                a[j] = a[j+1];
21                a[j+1] = temp;
22                flag = true;
23            }
24        }
25        if(!flag){
26            break;
27        }
28    }
29}
複製代碼

五、冒泡排序性能

對於冒泡排序的性能的話，分析性能我麼你主要從兩方面入手，第一個是時間複雜度，另外一個是空間複雜度。

5.1 時間複雜度

在時間複雜度上，咱們看效率，咱們若是一次數據查找最大值的過程是須要交換 n - 1 次， n 個數據，須要進行 n - 1 次冒泡過程。因此時間複雜度爲 （n-1）² = n² - 2n + 1 ，省略掉係數和低階，因此時間複雜度爲 O(n²)。

咱們還有一種狀況就是數據已是排好序了，因此冒泡一次就能夠了，時間複雜度是 O(n)。這是最好時間複雜度，可是總的來講，這種狀況很是少，因此呢，冒泡排序的時間平均時間複雜度爲 O(n²)。

5.2 空間複雜度

空間複雜度咱們重點看什麼？空間複雜度咱們主要看額外利用的空間，好比咱們在冒泡的過程當中，涉及到數據交換，交換時須要申請臨時的空間，它是常量級別的，其餘不需開闢要額外的內存空間，因此空間複雜度爲 O(1)。

六、小結

今天咱們主要分享了冒泡排序，它是什麼，並且咱們經過魚吐泡泡的原理，本身設計了一下冒泡排序，加深了對冒泡排序的整個過程的理解。而後咱們也分解了手寫冒牌排序的過程，還有冒泡的優化，讓咱們在面試中給面試官一個滿意的冒泡排序。

一般在面試中，冒泡排序最主要的是不但寫出主要過程，還要考慮到冒泡排序的優化過程，不少的應聘者每每會忽略這一點，你必定不要忘記哦！

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做者Info：

【做者】：小鹿

【原創公衆號】：小鹿動畫學編程。

【簡介】：和小鹿同窗一塊兒用動畫的方式從零基礎學編程，將Web前端領域、數據結構與算法、網絡原理等通俗易懂的呈獻給小夥伴。。公衆號回覆 「資料」 送一從零自學資料大禮包！

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