冒泡排序思想詳解

一、冒泡排序演算法介紹

冒泡排序是一種簡單的排序演算法，它的基本思想是通過不斷交換相鄰兩個元素的位置，由此把較小（大）的元素「浮」到數列的頂端，而把較大（小）的元素則「沉」到數列的底部。

基本思想雖然簡單，但當數字規模較大時，時間往往會非常耗費，因此，它在實際操作過程中，需要設置多個細節優化，使其能夠快速地排序。

冒泡排序演算法是一種簡單但慢速的排序演算法，它與選擇排序演算法的操作類似，但相比之下，冒泡排序演算法的交換操作次數更多，時間複雜度為 O(n^2)。

二、冒泡排序演算法原理

冒泡排序的原理可以概括為以下幾個步驟：

1、比較相鄰的兩個元素。如果第一個比第二個大，就交換它們的位置。

2、對每一對相鄰元素做同樣的比較，從開始第一對到結尾的最後一對。這步完成後，最後的元素應該是最大的數。

3、針對所有的元素重複以上的步驟，除了最後一個。

4、持續針對越來越少的元素重複上述步驟，直到沒有任何一對數字需要比較。


/* 冒泡排序演算法示例代碼 */
function bubbleSort(arr) {
    var len = arr.length;
    for (var i = 0; i < len - 1; i++) {
        for (var j = 0; j  arr[j + 1]) {
                var temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
    return arr;
}

三、冒泡排序演算法優化

儘管冒泡排序演算法在其基本形式下會做許多不必要的交換來排序元素，但它可以輕鬆完成對幾乎排序好的序列的排序，從而可以有效提高運算速度。

以下是常用的優化措施：

1、設置一標誌性變數 pos，用於記錄每趟排序中最後一次進行交換的位置。由於 pos 位置之後的記錄已經交換到位，下一次排序只要掃描到 pos 位置即可。

2、在每趟排序中多線程執行，從而充分利用多核CPU的並行處理能力。開啟多線程能夠減少循環次數，從而加速排序。

3、當排序數據較小時，可以直接使用插入排序進行優化。


/* 冒泡排序演算法優化示例代碼 */
function bubbleSortImproved(arr) {
    var i = arr.length - 1;  //初始時,最後位置保持不變
    while (i > 0) {
        var pos = 0; //每趟排序後，記錄最後一次交換的位置
        for (var j = 0; j  arr[j + 1]) {
                pos = j; //交換記錄,並更新最後交換位置
                var tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = tmp;
            }
        i = pos; //為下一趟排序作準備
    }
    return arr;
}