冒泡排序
基本思想
- 是一种两两比较、交换的交换排序算法
- 对于长度为 n 的序列,第 i 趟操作流程为:从序列最左边开始,比较第1个和第2个,如果不满足排序要求,则进行交换,交换后,再比较第2和第3个,如果不满足排序要求,则进行交换,一直如此比较下去,直到比较完第 n - i 和 n - i +1个数据,则该趟全部比较完成。
实例分析
- 以序列{12,34,20,15,9,25,27,13}为例,第1趟和第2趟交换过程如下
- 根据以上过程,可得到以下推论
代码实现(c语言)
//冒泡排序---非递减
void Bubble_Sort(DataType arr[], int len)
{
DataType temp;
for (int i = 1; i < len; i++)
{
for (int j = 0; j < len - i; j++)
{
//若希望序列排序后为递减,则修改为arr[j] < arr[j + 1]
if (arr[j] > arr[j + 1])
{
temp = arr[j + 1];
arr[j + 1] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
}
}
}
性能分析
代码测试(c语言)
#include <stdio.h>
typedef char DataType;
//冒泡排序---非递减
void Bubble_Sort(DataType arr[], int len)
{
DataType temp;
for (int i = 1; i < len; i++)
{
for (int j = 0; j < len - i; j++)
{
//若希望序列排序后为递减,则修改为arr[j] < arr[j + 1]
if (arr[j] > arr[j + 1])
{
temp = arr[j + 1];
arr[j + 1] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
}
}
}
int main()
{
//序列
DataType arr[] = {'c', 'a', 'd', 'b', 'f', 's',
'h', 'u', 'q', 'w', 'e', 'r',
't', 'y', 'i', 'o', 'p', 'g',
'j', 'k', 'l', 'z', 'x', 'v',
'n', 'm'};
//序列长度
int len = sizeof(arr) / sizeof(DataType);
//冒泡排序
Bubble_Sort(arr, len);
//遍历排序后的序列
for (int i = 0; i < len; i++)
{
printf("%c\n", arr[i]);
}
return 0;
}
算法改进
-
优化背景:假如某个序列初始时最后面若干个记录已符合排序规则,例如,{23,15,14,25,28,30}序列,若按常规的冒泡排序,后边有序部分{25,28,30}每一趟都需进行比较,增加了排序时间。
-
算法分析
- 设置一个标志位LastExchangeIndex,默认为 1,用于标志上一次交换的位置;设置一个指针 i ,用于标识序列的最后一个位置,初始为序列长度;设置一个指针 j ,用于标识交换的位置,默认从1开始
- 对序列相邻的两个元素进行判断,若符合排序要求,交换并修改标志位,指针 j 后移,若不符合,指针 j 后移。
- 当 j 移动序列最后一位或上一次交换的位置时,该趟比较交换完成并将指针 i 置为上一次交换的位置,用于表示序列的新长度
- 重复1、2、3步骤,直到 i 为 1 时,序列排序完成
-
实例分析
- {23,15,14,25,28,30}序列排序过程如下
- {23,15,14,25,28,30}序列排序过程如下
-
代码实现(c语言)
void Bubble_Modified_Sort(int arr[], int len)
{
int LastExchangeIndex;
int i = len;
int temp;
while (i > 1)
{
LastExchangeIndex = 1;
//从数组下标1开始
for (int j = 1; j < i; j++)
{
if (arr[j] < arr[j - 1])
{
temp = arr[j - 1];
arr[j - 1] = arr[j];
arr[j] = temp;
LastExchangeIndex = j;
}
}
i = LastExchangeIndex;
}
}
- 代码测试(c语言)
#include <stdio.h>
void Bubble_Modified_Sort(int arr[], int len)
{
int LastExchangeIndex;
int i = len;
int temp;
while (i > 1)
{
LastExchangeIndex = 1;
for (int j = 1; j < i; j++)
{
if (arr[j] < arr[j - 1])
{
temp = arr[j - 1];
arr[j - 1] = arr[j];
arr[j] = temp;
LastExchangeIndex = j;
}
}
i = LastExchangeIndex;
}
}
int main()
{
int arr[] = {23,15,14,25,28,30};
int len = sizeof(arr) / sizeof(int);
Bubble_Modified_Sort(arr, len);
for (int i = 0; i < 6; i++)
{
printf("%d\n", arr[i]);
}
return 0;
}
资料参考
- 《数据结构与算法》北京大学出版社 2018年版 林劼 刘震 陈端兵 戴波 著