C语言冒泡排序算法

详解 C/C++ 实现冒泡排序算法

作者:张赐荣

先讲一下冒泡排序
冒泡排序是众多排序算法中最简单的一种,它重复地走访过要排序的元素列，依次比较两个相邻的元素，如果顺序（如从大到小）错误就把他们交换过来。
走访元素的工作是重复地进行的,直到没有相邻元素需要交换，也就是说该元素列已经排序完成。
这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端（升序或降序排列），就类似于水中冒泡，较大的数沉下去，较小的数慢慢冒起来，假设从小到大，即为较大的数慢慢往后排，较小的数慢慢往前排,故称为“冒泡排序(Bubble Sort)”。
冒泡排序的原理是：从左到右，相邻元素进行比较。每次比较一轮，就会找到序列中最大的一个或最小的一个。这个数就会从序列的最右边冒出来。
以从小到大排序为例，第一轮比较后，所有数中最大的那个数就会浮到最右边；第二轮比较后，所有数中第二大的那个数就会浮到倒数第二个位置……就这样一轮一轮地比较，最后实现从小到大排序。
比如对下面这个序列进行从小到大排序：
90  21  132  -58  34
第一轮：
1) 90 和 21比，90>21，则它们互换位置：
21  90  132  -58  34
2) 90 和 132 比，90<132，则不用交换位置。
3）132 和 –58 比，132>–58，则它们互换位置：
21  90  -58  132  34
4）132 和 34 比，132>34，则它们互换位置：
21  90  -58  34  132
到此第一轮就比较完了。第一轮的结果是找到了序列中最大的那个数，并浮到了最右边。
比较时，每轮中第 n 次比较是新序列中第 n 个元素和第 n+1 个元素的比较（假如 n 从 1 开始）。
第二轮：
1) 21 和 90 比，21<90，则不用交换位置。
2) 90 和 –58 比，90>–58，则它们互换位置：
21  -58  90  34  132
3) 90 和 34 比，90>34，则它们互换位置：
21  -58  34  90  132
到此第二轮就比较完了。第二轮的结果是找到了序列中第二大的那个数，并浮到了最右边第二个位置。
第三轮：
1) 21 和 –58 比，21>–58，则它们互换位置：
-58  21  34  90  132
2) 21 和 34 比，21<34，则不用交换位置。
到此第三轮就比较完了。第三轮的结果是找到了序列中第三大的那个数，并浮到了最右边第三个位置。
第四轮：
1) –58 和 21 比，–58<21，则不用交换位置。
至此，整个序列排序完毕。从小到大的序列就是“–58 21 34 90 132”。从这个例子中还可以总结出，如果有 n 个数据，那么只需要比较 n–1 轮。而且除了第一轮之外，每轮都不用全部比较。因为经过前面轮次的比较，已经比较过的轮次已经找到该轮次中最大的数并浮到右边了，所以右边的数不用比较也知道是大的。

比较过程总结如下（升序(由小到大）：
每次比较相邻两数,小的交换到前面,每轮结束后最大的数交换到最后。
1、比较相邻的元素。如果第一个比第二个大（小），就交换他们两个。
2、对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。这步做完后，最后的元素会是最大（小）的数。
3、针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后已经选出的元素（有序）。
4、持续每次对越来越少的元素（无序元素）重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较，则序列最终有序。

下面的程序演示了如何用 C/C++ 编写基本的冒泡排序算法。

#include <stdio.h>

int PrintNumArray(int num[], int length); // 声明打印整型数组的函数
int sort_Ascending(int num[], int length); // 声明升序排列函数
int sort_Descending(int num[], int length); // 声明降序排列函数

int main(void)
{
int sz[] = { 9,0,8,5,7,1,4,3,6,2 }; // 定义一个数组保存带排序的数
printf("未排序前数组: ");
PrintNumArray(sz, 10); // 打印未排序前的数组
printf("升序排列: ");
sort_Ascending(sz, 10); // 调用冒泡排序对数组进行从小到大（升序）排列
PrintNumArray(sz, 10); // 打印升序排列后的数组
printf("降序排列: ");
sort_Descending(sz, 10); // 调用冒泡排序对数组进行从大到小（降序）排列
PrintNumArray(sz, 10); // 打印降序排列后的数组
getchar(); // 暂停程序
return(0);
}

int PrintNumArray(int num[], int length) // 打印整型数组
// num 数组名,length 数组长度
{
for (int loop = 0;loop < length;loop++)
{
printf("%d;", num[loop]);
}
printf("\n");
return(length);
}

int sort_Ascending(int num[], int length) // 冒泡排序升序(从小到大)
{
for (int x = 0;x < length;x++)
{
for (int y = 0;y < length - (x + 1);y++)
{
if (num[y] > num[y + 1]) // 用 大于号 做比较为升序排列
{
int t = num[y];
num[y] = num[y + 1];
num[y + 1] = t;
}
}
}
return(length);
}

int sort_Descending(int num[], int length) //冒泡排序降序（从大到小）
{
for (int x = 0;x < length;x++)
{
for (int y = 0;y < length - (x + 1);y++)
{
if (num[y] < num[y + 1]) // 用 小于号 做比较为降序排列
{
int t = num[y];
num[y] = num[y + 1];
num[y + 1] = t;
}
}
}
return(length);
}