Shell数组排序基础算法：冒泡排序、直接选择排序、反转排序

数组排序算法

冒泡排序

类似气泡上涌的动作,会将数据在数组中从小到大或者从大到小不断的向前移动。

基本思想

冒泡排序的基本思想是对比相邻的两个元素值,如果满足条件就交换元素值,把较小的元素移动到数组前面,把大的元素移动到数组后面(也就是交换两个元素的位置) ,这样较小的元素就像气泡一样从底部上升到顶部。

算法思路

冒泡算法由双层循环实现,其中外部循环用于控制排序轮数,一般为要排序的数组长度减1次,因为最后一次循环只剩下一个数组元素,不需要对比,同时数组已经完成排序了。而内部循环主要用于对比数组中每个相邻元素的大小,以确定是否交换位置,对比和交换次数随排序轮数而减少。

 

 

#!/bin/bash

arr=(20 60 40 30 50 10)
echo "initial array order: ${arr[@]}"
length=${#arr[@]}
##定义比较轮数，比较轮数为数组长度减1，从1开始
for ((a=1; a<$length; a++))
do
  ##确定比较元素的位置，比较相邻两个元素，较大的数往后放，比较次数随比较轮数而减少
  for ((b=0; b<$length-a; b++))
  do
    ##定义左侧元素的值
    left=${arr[$b]}
    ##定义右侧元素的值
    c=$[$b + 1]
    right=${arr[$c]}
    ##如果左侧元素比右侧元素大就互换
    if [ $left > $right ];then
      ##把左侧元素值保存到临时变量中
      temp=$left
      ##把右侧元素值赋给左侧元素
      arr[$b]=$right
      ##把临时变量（即左侧元素值）赋给右侧元素
      arr[$c]=$temp
    fi
  done
done
##输出排序后的数组
echo "sorted array order: ${arr[@]}"

 

 

 

直接选择排序

与冒泡排序相比,直接选择排序的交换次数更少,所以速度会快些。

基本思想

将指定排序位置与其它数组元素分别对比,如果满足条件就交换元素值,注意这里区别冒泡排序,不是交换相邻元素,而是把满足条件的元素与指定的排序位置交换(如从最后一个元素开始排序) ,这样排序好的位置逐渐扩大,最后整个数组都成为已排序好的格式。

 

#!/bin/bash

arr=(20 50 40 30 60 10)
echo "initial order: ${arr[*]}"

length=${#arr[*]}
##定义排序轮数
for ((a=1; a<$length; a++))
do
  index=0
  ##确定用于比较的第一个元素的索引范围
  for ((b=1; b<=$length-a; b++))
  do
    ##通过比较获取最大值元素的索引位置
    right=${arr[$b]}
    left=${arr[$index]}
    if [ $right -gt $left ];then
      index=$b
    fi
  done
  ##获取每一轮最后一个元素的索引
  last=$[$length - $a]
  ##把当前轮次的最后一个元素的值保存在临时变量中
  temp=${arr[$last]}
  ##把最大的元素的值赋给最后一个元素
  arr[$last]=${arr[$index]}
  ##把原最后一个元素的值赋给原最大值的位置的元素
  arr[$index]=$temp
done

echo "sorted order: ${arr[*]}"

 

 

冒泡排序和选择排序的区别：

• 冒泡排序是左右两个数相比较，而选择排序是用后面的数和每一轮的第一个数相比较；
• 冒泡排序每轮交换的次数比较多，而选择排序每轮只交换一次；
• 冒泡排序是通过数去找位置，选择排序是给定位置去找数；
• 当一个数组遇到相同的数时，冒泡排序相对而言是稳定的，而选择排序便不稳定；
• 在时间效率上，选择排序优于冒泡排序。

 

反转排序

以相反的顺序把原有数组的内容重新排序。

基本思想

把数组最后一个元素与第一个元素替换,倒数第二个元素与第二个元素替换,以此类推,直到把所有数组元素反转替换。

#!/bin/bash

arr=(1 2 3 4 5 6 7)
echo "initial order: ${arr[@]}"
length=${#arr[@]}

for ((a=0; a<$length/2; a++))
do
  temp=${arr[$a]}
  arr[$a]=${arr[$length-$a-1]}
  arr[$length-$a-1]=$temp

done

echo "sorted order: ${arr[@]}"