冒泡排序是一个非常常见的排序算法,对于一个数组,每趟排序时依次比较两个相邻的数,如果他们的顺序错误就交换两数位置。所以,没趟排序都会排好一个数字,下一轮排序就可以少比较一个数字,直到只剩下一个数字,就全部排序好了。

举个例子,假设最终需要的结果是从小到大排列,对于数组:

[3, 5, 2, 6, 1, 7, 4]

第一趟排序的过程:

[3, 5, 2, 6, 1, 7, 4]

// 比较过程:
// 1. 比较 3 和 5,发现顺序正确,则不变
[3, 5, 2, 6, 1, 7, 4]

// 2. 比较 5 和 2,发现顺序错误,交换位置
[3, 2, 5, 6, 1, 7, 4]

// 3. 比较 5 和 6,发现顺序正确,不变
[3, 2, 5, 6, 1, 7, 4]

// 4. 比较 6 和 1,发现顺序错误,交换位置
[3, 2, 5, 1, 6, 7, 4]

// 5. 比较 6 和 7,发现顺序正确,不变
[3, 2, 5, 1, 6, 7, 4]

// 5. 比较 7 和 4,发现顺序错误,交换位置
[3, 2, 5, 1, 6, 4, 7]

排序过程中,所有相邻数字对都比较了一遍,比较的过程中,实质上是比较的相邻位置,而不管位置上的数字是否在上一次比较中交换了位置,只管一个一个位置的比较下去,数字顺序错误就把数字位置交换。经过这趟排序,发现最大的数字 7 已经排到了最后一个位置,所以下一趟排序就不需要再比较最后一个位置的数字了。

第二趟排序过程:

// 经过第一趟排序后的数组
[3, 2, 5, 1, 6, 4, 7]

// 比较过程:
// 1. 比较 3 和 2,发现顺序错误,交换位置
[2, 3, 5, 1, 6, 4, 7]

// 2. 比较 3 和 5,发现顺序正确,不变
[2, 3, 5, 1, 6, 4, 7]

// 3. 比较 5 和 1,发现顺序错误,交换位置
[2, 3, 1, 5, 6, 4, 7]

// 4. 比较 5 和 6,发现顺序正确,不变
[2, 3, 1, 5, 6, 4, 7]

// 5. 比较 6 和 4,发现顺序错误,交换位置
[2, 3, 1, 5, 4, 6, 7]

// 最后一个数字不用比较

经过第二趟排序后,数字 6 也排到了正确的位置。第三趟排序时,最后两位数字都不用比较了。

每一趟排序,都会把剩余数字中最大的排到最后面。后面的排序过程就不再分析了。清楚了排序过程,写代码来排序就很简单了,代码如下:

function bubbleSort(arr) {
    var arr = arr.slice(0); // 保证排序后原数组不变
    var len = arr.length;
    var tmp;

    // 只需要进行 len - 1 趟排序
    // 因为只剩下一个数字时不用再比较了
    for (var i = 0; i < len - 1; ++i) {

        // 每一趟都会排序好一个数字
        // 所以每趟只需排 len - i 个数字
        for (var j = 1; j < len - i; ++j) {

            // 如果右边的数比左边的小
            // 就交换位置
            if (arr[j] < arr[j-1]) {
                tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j-1];
                arr[j-1] = tmp;
            }
        }

        // 这里可以打印出每趟排序的结果
        // 以便观察排序过程
        // console.log(arr);
    }

    return arr;
}