c语言冒泡排序

　　在C语言中，常用的排序算法有：冒泡排序、快速排序、插入排序、选择排序、希尔排序、堆排序以及归并排序等等. 

　　冒泡排序基本概念:  依次比较相邻的两个数，将小数放在前面，大数放在后面。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define MAXSIZE 4

typedef struct {
    int r[MAXSIZE]; 
    int length;     //用于记录顺序表的长度
}SqList;

void swap(SqList *L,int i,int j)
{
    int temp = L->r[i];
    L->r[i] = L->r[j];
    L->r[j] = temp;
}

//首先初始化结构体的r数组
void main()
{
    SqList n;
    n.length = MAXSIZE;

    //srand((unsigned) time(NULL)); //用时间做种，每次产生随机数不一样

    int i = 0;
    /*
    for (; i<MAXSIZE ; i++) {
        n.r[i] = rand() % 101;//产生0-100的随机数
    }
     */
    n.r[0] = 4;
    n.r[1] = 3;
    n.r[2] = 2;
    n.r[3] = 1;
    
    //依次输出
    for (i=0;i<MAXSIZE;i++) {
        printf("%d\n",n.r[i]);
    }
}

　　1.定义一个非标准冒泡排序算法的方法

void BubbleSort0(SqList *L)
{
    // 4,3,2,1
    //推导过程
    //第一次外层循环
    // 4和3比较 3,4,2,1
    // 3和2比较, 2,4,3,1
    // 3和1比较, 1,4,3,2

    //第二次外层循环 从第2个元素开始
    // 4和3比较  1,3,4,2
    // 3和2比较  1,2,4,3

    //第三次外层循环,从第3个元素开始
    // 4和3比较  1,2,3,4

    printf("非标准冒泡排序后结果:\n");

    int i,j;
    for (i=0;i<L->length-1;i++){
        for (j=i+1;j<L->length;j++){
            if (L->r[i] > L->r[j])
                swap(L,i,j);
        }
    }

}

　　上面也说了,此方案并不能称得上'真正'的冒泡排序(具体可以看推到过程),因为不是相邻元素两两比较

　2. 冒泡排序算法 (待优化)

void BubbleSort(SqList *L)
{
    // 4,3,2,1 , 最多循环3次

    // 外层第一次循环
    //          j=0,  4和3比较, 3,4,2,1,
    //          j=1,  4和2比较, 3,2,4,1
    //          j=2,  4和1比较, 3,2,1,4

    // 外层第二次循环 3,2,1,4
    //          j=0,  3和2比较, 2,3,1,4,
    //          j=1,  3和1比较, 2,1,3,4
    //          j=2,  3和4比较, 2,1,3,4

    // 外层第三次循环 2,1,3,4
    //          j=0,  2和1比较, 1,2,3,4,
    //          j=1,  2和3比较, 1,2,3,4,
    //          j=2,  3和4比较, 1,2,3,4,

    // 由此可推出, 内层只需要 n - 1次循环, 外层只需要循环 n-1次即可
    //从第三次外层循环可以看出,其实内循环是没有比较再去比较2和3, 3和4的

    printf("冒泡排序后结果:\n");
    int i,j;
    for (i=1;i<L->length;i++){
        for (j=0;j<L->length-1;j++){
            if (L->r[j] > L->r[j+1])
                swap(L,j,j+1);
        }
    }
}

　　优化后的版本:

//冒泡排序,优化版
void BubbleSort1(SqList *L)
{
    // 4,3,2,1 , 最多循环3次

    // 外层第一次循环
    //          m = 3
    //          j=0,  4和3比较, 3,4,2,1,
    //          j=1,  4和2比较, 3,2,4,1
    //          j=2,  4和1比较, 3,2,1,4

    // 外层第二次循环 3,2,1,4
    //          m = 2 , 因为最大的已经沉入最底
    //          j=0,  3和2比较, 2,3,1,4,
    //          j=1,  3和1比较, 2,1,3,4

    // 外层第三次循环 2,1,3,4
    //          m = 1, 前面循环的2次, 最后2个元素已经排好序, 只需要循环1次,比对前2个即可
    //          j=0,  2和1比较, 1,2,3,4,


    printf("冒泡排序(优化算法)结果:\n");
    int i,j,m = L->length; //m = 4
    for (i=1;i<L->length;i++){

        m -= 1;

        for (j=0;j<m;j++){
            if (L->r[j] > L->r[j+1])
                swap(L,j,j+1);
        }
    }
}

　　结合上面 理解冒泡排序的实现过程. 调用BubbleSort1 打印　

　　 BubbleSort1(&n);

    for (i=0;i<MAXSIZE;i++) {
        printf("%d\n",n.r[i]);
    }