深入浅出“冒泡排序”

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0.前言

冒泡排序（Bubble Sort），是一种计算机科学领域的较简单的排序算法。
它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。
走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。
这个算法的名字由来是因为越大的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端，故名。

正如百度百科中的所说，我们的冒泡排序是一种非常基础的一种算法，虽然在日常的工作中的使用的情况较少，但是由于其入门简单，逻辑清楚，还是非常适合初学者作为一个基础算法的入门，所以我们今天就一起来看一看，冒泡排序到底是怎么回事。

下面引用一下知乎用户可可的话术。

想想有一群泡泡
其中一个泡泡跑到一个泡小妹说，小妹小妹你过来咱俩比比谁大，小妹说哇你好大，于是他跑到了泡小妹前面，又跟前面的一个泡大哥说，大哥，咱俩比比谁大呗。泡大哥看了他一眼他就老实了。这就是内层的for，那个泡泡跟每个人都比一次。
话说那个泡泡刚老实下来，另一个泡泡又开始跟别人比谁大了，这就是外层的for，每个泡泡都会做一次跟其他泡泡比个没完的事。

注意，以下代码部分由 JS 代码进行展示。

1.如何实现排序

既然我们想要进行排序，那么我们首先必须要有一个基础的数组，然而这个数组的情况可能会存在很多种，这里我们暂时只讨论最复杂的情况。

注意，我在这里声明了一个非常糟糕的数组，也就是说，数组中的每一个内容都需要进行排序。

既然我们有了这么一个基础的数组，我们就可以正式开始对我们的内容进行排序了。

根据冒泡排序的思想，我们每一次循环，都将数组中最大的那个数字，放在数组的最后。

这样就可以保证我们的数组中，每次循环中的最大的那个都在后面，这样全部循环一次之后，我们的内容也就全部排序完毕了。

具体实现可以参考下面的图片。

第一次循环的时候，将数组中最大的那个内容放在程序的最后面。

这是我们第一次交换数组中内容，那么我们交换了几次呢？

我们总共交换了 8 次。

因为倒数第二次的时候，我们的 1 和 9 就已经排序完毕了，而最后的数字 9 不需要我们再交换一次，所以最后交换次数是 8 次。

而第二次交换呢？

我们同样需要将数组中最大的哪一个数字挪动到数组的最后一位，这个时候，我们需要挪动几次呢？

我们的交换次数相比于上面的情况再次减少一次，现在总共挪动了 7 次。

以此类推，我们可以想象出来，挪动的次数应该如同下面这张图一样。

我们的数组长度为 9。

我们外层的循环数，第一次将数组中最大的一位数字挪动到最后面，第二次挪动第二大的数字，第三次第三大数字，……，直到我们最后将所有的内容全部挪动完毕。

那么我们可以得出一个结论，我们需要挪动的次数是 数组的长度 - 1 次。

也就是说，我们可以去使用一个循环。

我们知道了我们这个数组需要循环几次，那么我们现在怎么控制我们需要在内部需要挪动几次呢？

这时候我们就要使用到内部的一层循环了。

我们可以在我们内层的循环中去控制我们的程序中间需要挪动几次。

这时候我们就已经将我们的数组中每一个元素都能依次查找到了，可是我们的冒泡循环不是为了进行排序么？

这时候我们需要将大的数字挪动到后面。

那么我们该怎么做呢？

我们需要将两个元素进行交换，那么怎么交换呢？

我们可以再次声明一个变量，这样将两个数字进行交换了。

            // 进行内容的交换
            if(arr[j] > arr[j + 1]){
                var temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }

这时候我们将之前的所有的内容进行合并，我们可以通过双重循环，将前后的数字和在它后面的数字进行交换。

这样当我们循环结束之后，我们的数字也就正好全部替换完成了。

2.后续

其实我们现在表示的，是冒泡排序中最糟糕的情况，每一个数字都需要进行交换，但是我们日常工作中可能不是所有的数字都需要进行排列。

有一部分的数字已经是全部排序好的，这时候我们不需要完全进行排序。

那该怎么办呢？

其实我们可以去定义一个变量，专门用于记录当前这个循环是否进行了循环，如果当前内层循环中，一次交换也没有发生，那么是不是就证明我们这个序列已经排序完毕了呢？

这样我们就可以去判断我们的变量，去看看我们的循环是否可以结束。

今天时间有限，就不去书写具体的代码了，大家可以在网上简单搜索一下，冒泡排序优化，自己试着去看看，怎么去将这个东西进行优化吧！~