冒泡排序是排序算法的一種,思路清晰,代碼簡潔,常被用在大學生計算機課程中。
“冒泡”這個名字的由來是因為越大的元素會經由交換慢慢“浮”到數列的頂端,故名。
這里以從小到大排序為例進行講解。
基本思想及舉例說明
冒泡排序的基本思想就是不斷比較相鄰的兩個數,讓較大的元素不斷地往后移。經過一輪比較,就選出最大的數;經過第2輪比較,就選出次大的數,以此類推。
下面以對 3 2 4 1 進行冒泡排序說明。
第一輪 排序過程
3 2 4 1 (最初)
2 3 4 2 (比較3和2,交換)
2 3 4 1 (比較3和4,不交換)
2 3 1 4 (比較4和1,交換)
第一輪結束,最大的數4已經在最后面,因此第二輪排序只需要對前面三個數進行再比較。
第二輪 排序過程
2 3 1 4 (第一輪排序結果)
2 3 1 4 (比較2和3,不交換)
2 1 3 4 (比較3和1,交換
第二輪結束,第二大的數已經排在倒數第二個位置,所以第三輪只需要比較前兩個元素。
第三輪 排序過程
2 1 3 4 (第二輪排序結果)
1 2 3 4 (比較2和1,交換)
至此,排序結束。
算法總結及實現
對于具有N個元素的數組R[n],進行最多N-1輪比較;
第一輪,逐個比較(R[1], R[2]), (R[2], R[3]), (R[3], R[4]), ……. (R[N-1], R[N]) ; 最大的元素會被移動到R[N]上。
第二輪,逐個比較(R[1], R[2]), (R[2], R[3]), (R[3], R[4]), ……. (R[N-2], R[N-1]);第二大元素會被移動到R[N-1]上。
。。。。
以此類推,直到整個數組從小到大排序。
下面給出了冒泡排序的一般實現和優化實現。一般實現是教科書里常見的實現方法,無論數組是否排序好了,都會進行N-1輪比較; 而優化實現,在數組已經排序好的情況下,會提前退出比較,減小了算法的時間復雜度。
#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#define N 8void bubble_sort(int a[],int n);//一般實現void bubble_sort(int a[],int n)//n為數組a的元素個數{ //一定進行N-1輪比較 for(int i=0; i<n-1; i++) { //每一輪比較前n-1-i個,即已排序好的最后i個不用比較 for(int j=0; j<n-1-i; j++) { if(a[j] > a[j+1]) { int temp = a[j]; a[j] = a[j+1]; a[j+1]=temp; } } }}//優化實現void bubble_sort_better(int a[],int n)//n為數組a的元素個數{ //最多進行N-1輪比較 for(int i=0; i<n-1; i++) { bool isSorted = true; //每一輪比較前n-1-i個,即已排序好的最后i個不用比較 for(int j=0; j<n-1-i; j++) { if(a[j] > a[j+1]) { isSorted = false; int temp = a[j]; a[j] = a[j+1]; a[j+1]=temp; } } if(isSorted) break; //如果沒有發生交換,說明數組已經排序好了 }}int main(){ int num[N] = {89, 38, 11, 78, 96, 44, 19, 25}; bubble_sort(num, N); //或者使用bubble_sort_better(num, N); for(int i=0; i<N; i++) printf("%d ", num[i]); printf("/n"); system("pause"); return 0;}
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