冒泡排序就这么简单

冒泡排序就这么简单

在我大一的时候自学c语言和数据结构，我当时就接触到了冒泡排序(当时使用的是C语言编写的)。如今大三了，想要在暑假找到一份实习的工做，又要回顾一下数据结构与算法的知识点了。

排序对咱们来讲是一点也不陌生了，当你打王者荣耀的时候也会有段位之分，当你打Dota的时候也有天梯分。从高往下数，这个排名是有规律的，就是一种排序。

我最开始接触的就是冒泡排序，因此这篇博文主要讲的是冒泡排序。

冒泡排序的实现

来源百度百科：

冒泡排序（Bubble Sort，台湾译为：泡沫排序或气泡排序）是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，若是他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工做是重复地进行直到没有再须要交换，也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是由于越大的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端，故名。

算法描述：

1. i从0开始，i与i+1比较，若是i>i+1，那么就互换
2. i不断增长，直到i<n-1（n是数组元素的个数，n-1是数组已经最后一个元素） ，一趟下来，可让数组元素中最大值排在数组的最后面

从最简单开始，首先咱们建立一个数组，该数组有5位数字：

int[] arrays = {2, 5, 1, 3, 4};

1、第一趟排序

下面咱们根据算法的描述来进行代码验算 (第一趟排序)：

//使用临时变量，让两个数互换
        int temp;

        //第一位和第二位比
        if (arrays[0] > arrays[1]) {
            //交换
            temp = arrays[0];
            arrays[0] = arrays[1];
            arrays[1] = temp;
        }

        //第二位和第三位比
        if (arrays[1] > arrays[2]) {
            temp = arrays[1];
            arrays[1] = arrays[2];
            arrays[2] = temp;
        }

        //第三位和第四位比
        if (arrays[2] > arrays[3]) {
            temp = arrays[2];
            arrays[2] = arrays[3];
            arrays[3] = temp;
        }

        //第四位和第五位比
        if (arrays[3] > arrays[4]) {
            temp = arrays[3];
            arrays[3] = arrays[4];
            arrays[4] = temp;
        }

若是前一位的数比后一位的数要大，那么就交换，直到将数组的全部元素都比较了一遍！

通过咱们第一趟比较，咱们能够发现：最大的值就在数组的末尾了!

 

 

1、第二趟排序

第二趟排序跟第一趟排序同样，也是用前一位与后一位比较，若是前一位比后一位要大，那就交换。值得注意的是：并不须要与最后一位比较了，由于在第一趟排序完了，最后一位已是最大的数了。同理，咱们第二趟排序完了以后，倒数第二位也是第二大的数了。

第二趟排序的代码以下：

//第一位和第二位比
        if (arrays[0] > arrays[1]) {
            //交换
            temp = arrays[0];
            arrays[0] = arrays[1];
            arrays[1] = temp;
        }

        //第二位和第三位比
        if (arrays[1] > arrays[2]) {
            temp = arrays[1];
            arrays[1] = arrays[2];
            arrays[2] = temp;
        }

        //第三位和第四位比
        if (arrays[2] > arrays[3]) {
            temp = arrays[2];
            arrays[2] = arrays[3];
            arrays[3] = temp;
        }

        //第四位不须要和第五位比了，由于在第一趟排序结束后，第五位是最大的了。

结果：咱们的第二大数已经排在了倒数第二位了

 

 

3、代码简化

值得说明的是：上面的结果看起来已是排序好的了，实际上是我在测试时数据还不足够乱，若是数据足够乱的话，是须要4(n-1)趟排序的！

但咱们从上面的代码就能够发现：第一趟和第二趟的比较、交换代码都是重复的，而且咱们的比较都是写死的(0,1,2,3,4)，并不通用！

咱们的数组有5位数字

• 第一趟须要比较4次
• 第二趟须要比较3次

咱们能够根据上面规律推断出：

• 第三趟须要比较2次
• 第四躺须要比较1次

再从上面的规律能够总结出：5位数的数组须要4躺排序的，每躺排序以后次数减1(由于前一趟已经把前一趟数的最大值肯定下来了)！

因而咱们能够根据for循环和变量将上面的代码进行简化：

int temp;

        //外层循环是排序的趟数
        for (int i = 0; i < arrays.length - 1 ; i++) {

            //内层循环是当前趟数须要比较的次数
            for (int j = 0; j < arrays.length - i - 1; j++) {

                //前一位与后一位与前一位比较，若是前一位比后一位要大，那么交换
                if (arrays[j] > arrays[j + 1]) {
                    temp = arrays[j];
                    arrays[j] = arrays[j + 1];
                    arrays[j + 1] = temp;
                }
            }
        }

4、冒泡排序优化

从上面的例子咱们能够看出来，若是数据足够乱的状况下是须要通过4躺比较才能将数组完整排好序。可是咱们在第二躺比较后就已经获得排好序的数组了。

可是，咱们的程序在第二趟排序后仍会执行第三趟、第四趟排序。这是没有必要的，所以咱们能够对其进行优化一下：

• 若是在某躺排序中没有发生交换位置，那么咱们能够认为该数组已经排好序了。
  • 这也不难理解，由于咱们每趟排序的目的就是将当前趟最大的数置换到对应的位置上，没有发生置换说明就已经排好序了。

代码以下：

//装载临时变量
        int temp;

        //记录是否发生了置换， 0 表示没有发生置换、 1 表示发生了置换
        int isChange;

        //外层循环是排序的趟数
        for (int i = 0; i < arrays.length - 1; i++) {

            //每比较一趟就从新初始化为0
            isChange = 0;

            //内层循环是当前趟数须要比较的次数
            for (int j = 0; j < arrays.length - i - 1; j++) {

                //前一位与后一位与前一位比较，若是前一位比后一位要大，那么交换
                if (arrays[j] > arrays[j + 1]) {
                    temp = arrays[j];
                    arrays[j] = arrays[j + 1];
                    arrays[j + 1] = temp;

                    //若是进到这里面了，说明发生置换了
                    isChange = 1;

                }
            }
            //若是比较完一趟没有发生置换，那么说明已经排好序了，不须要再执行下去了
            if (isChange == 0) {
                break;
            }
        }

 

 

5、扩展阅读

C语言实现第一种方式:

void bubble ( int arr[], int n)
        {
            int i;
            int temp;
            for (i = 0; i < n - 1; i++) {
                if (arr[i] > arr[i + 1]) {
                    temp = arr[i];
                    arr[i] = arr[i + 1];
                    arr[i + 1] = temp;
                }
            }
        }

        void bubbleSort ( int arr[], int n)
        {
            int i;
            for (i = n; i >= 1; i--) {
                bubble(arr, i);
            }
        }

C语言实现第二种方式递归:

void bubble ( int arr[], int L, int R)
        {
            if (L == R) ;
            else {
                int i;
                for (i = L; i <= R - 1; i++)//i只能到达R-1 
                    if (arr[i] > arr[i + 1]) {
                        int temp = arr[i];
                        arr[i] = arr[i + 1];
                        arr[i + 1] = temp;
                    }
                bubble(arr, L, R - 1);//第一轮已排好R 
            }
        }

测试代码:

int main ()
        {
            int arr[] = {2, 3, 4, 511, 66, 777, 444, 555, 9999};
            bubbleSort(arr, 8);
            for (int i = 0; i < 9; i++)
                cout << arr[i] << endl;
            return 0;
        }

5.1时间复杂度的理解：

 

 

• www.zhihu.com/question/21…
• www.jianshu.com/p/f4cca5ce0…

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