Java 經典排序演算法：氣泡排序與選擇排序完整實作解析

Java 經典排序演算法：氣泡排序與選擇排序完整實作解析

核心觀念釐清

參考傳遞與陣列修改

陣列為引用型別。當陣列作為方法參數傳遞時，傳遞的是記憶體地址。方法內對陣列元素的任何修改，直接影響原始陣列，無需回傳值。例如：

public static void sort(int[] arr) { /* 排序邏輯 */ }
// 呼叫後，原陣列順序已改變

實際參數 vs 形式參數

public static void main(String[] args) {
    String name = "彭於晏"; // 實際參數
    sayHello(name);
}
private static void sayHello(String name) { // 形式參數
    System.out.println("Hello " + name + " !");
}

氣泡排序

邏輯： 依序比較相鄰元素，若順序錯誤則交換。每輪將最大元素「浮」至末端。

public void bubbleSort(Integer[] arr) {
    for (int x = 0; x < arr.length - 1; x++) {
        for (int y = 0; y < arr.length - x - 1; y++) {
            if (arr[y] > arr[y + 1]) { // 升序
                swap(arr, y, y + 1);
            }
            printArray(arr); // 觀察每步變化
        }
    }
}

• -x：減少比較輪數（後段已有序）
• -1：避免 ArrayIndexOutOfBoundsException

選擇排序

邏輯： 每輪從未排序區間選出最小元素，放到已排序區間末端。

public void selectionSort(Integer[] arr) {
    for (int x = 0; x < arr.length; x++) {
        for (int y = x + 1; y < arr.length; y++) {
            if (arr[x] > arr[y]) { // 升序
                swap(arr, x, y);
            }
            printArray(arr);
        }
    }
}

通用交換與列印方法

public void swap(Object[] arr, int i, int j) {
    Object tmp = arr[i];
    arr[i] = arr[j];
    arr[j] = tmp;
}
public void printArray(Object[] arr) {
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        System.out.println("\tarr[" + i + "] --> " + arr[i]);
    }
}

執行結果展示

氣泡排序：相鄰交換，元素逐步後移。
選擇排序：直接與當前基準位交換，交換次數較少。
兩者時間複雜度均為 O(n²)，適合教學與小規模資料。