排序算法的实现（1）—冒泡排序（C语言）

上一篇博客上说了二分查找算法的条件，大家还记得吗？其中有一个条件就是数组是要有序的，那么，这篇博客给大家带来的就是对数组元素进行排序的一个算法—冒泡排序。

先上定义：

冒泡排序（Bubble Sort），是一种计算机科学领域的较简单的排序算法。

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、首字母从Z到A）错误就把他们交换过来。走访元素的工作是重复地进行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），就如同碳酸饮料中的二氧化碳气泡最终会上浮到顶端一样，故名“冒泡排序”。

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冒泡排序的一个重要思想就是，将相邻的元素进行比较，并在必要时交换位置，从而实现排序的目的。

接下来是代码的实现

#include<stdio.h>
int main()
{
	int arr[] = { 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//这样会更具普遍性一些，而不是单纯只用看得出来的10，要考虑到数组是在变化的。
	int  i = 0;
	printf("交换前：");
	for (; i<sz; i++)//这里的这一段代码只是为了对比让读者能更清晰的看到排序的区别，如果只是为了排序，可以不要这段代码
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	for (i = 0; i<sz; i++)//这是要走的趟数
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j<sz - 2; j++)//这里要注意一下，sz-2这个条件，下面数组要用到j+1，防止出现越界访问的现象。
		{
			if (arr[j]>arr[j + 1])
			{
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;

			}
		}
	}
	printf("\n");//换行一下，会让对比更明显一点
	printf("交换后：");
	for (i = 0; i<sz; i++)//这里的这一段代码只是为了对比让读者能更清晰的看到排序的区别，如果只是为了排序，可以不要这段代码
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

但，你认为这样的代码就可以了吗？

大家想一想，如果我的数组一开始就不需要排序了呢？一开始的创建数组就是0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，那就不需要排序了。但是，这个程序还是会一直闷声往下进行，进入循环，出循环，直到程序执行完毕。那么，应该如何优化这段代码，使得机器变得“聪明”起来，可以判断是不是需要排序呢？

接下来，我们就来实现一下这个过程，实际上也不是非常的难。

#include<stdio.h>
//int main()
//{
//	int arr[] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
//	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//这样会更具普遍性一些，而不是单纯只用看得出来的10，要考虑到数组是在变化的。
//	int  i = 0;
//	printf("交换前：");
//	for (; i<sz; i++)//这里的这一段代码只是为了对比让读者能更清晰的看到排序的区别，如果只是为了排序，可以不要这段代码
//	{
//		printf("%d ", arr[i]);
//	}
//	int flag = 1;//注意这个代码
//	for (i = 0; i<sz; i++)//这是要走的趟数
//	{
//		int j = 0;
//		for (j = 0; j<sz -1; j++)//这里要注意一下，sz-2这个条件，下面数组要用到j+1，防止出现越界访问的现象。
//		{
//			if (arr[j]>arr[j + 1])
//			{
//				int tmp = arr[j];
//				arr[j] = arr[j + 1];
//				arr[j + 1] = tmp;
//				flag = -flag;
//			}
//		}
//		if (flag == 1)
//			break;
//	}
//	printf("\n");
//	printf("交换后：");
//	for (i = 0; i<sz; i++)//这里的这一段代码只是为了对比让读者能更清晰的看到排序的区别，如果只是为了排序，可以不要这段代码
//	{
//		printf("%d ", arr[i]);
//	}
//	return 0;
//}

有了这个flag作为标志，我们就可以在第一次就不需要排序的时候直接跳出来，避免浪费时间。

然而，各位注意到了吗？我的措辞是第一次就不需要排序，那如果是刚好有一次需要排序偶数次，但flag是不是又变成了1？比如：5，3，4，2，1？又跳出来了，但我们的排序还没完成，这不是就错了吗？所以接下来，再进行优化，将情况思考周全

#include<stdio.h>
int main()
{
	int arr[] = { 5,3,4,2,1 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//这样会更具普遍性一些，而不是单纯只用看得出来的10，要考虑到数组是在变化的。
	int  i = 0;
	printf("交换前：");
	for (; i<sz; i++)//这里的这一段代码只是为了对比让读者能更清晰的看到排序的区别，如果只是为了排序，可以不要这段代码
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	int flag = 1, count = 0;//注意这个代码
	for (i = 0; i<sz; i++)//这是要走的趟数
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j<sz - 1; j++)//这里要注意一下，sz-2这个条件，下面数组要用到j+1，防止出现越界访问的现象。
		{
			if (arr[j]>arr[j + 1])
			{
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
				flag = -flag;
					count++;
			}
		}
		if (flag == 1 && count % 2 != 0)
			break;
	}
	printf("\n");
	printf("交换后：");
	for (i = 0; i<sz; i++)//这里的这一段代码只是为了对比让读者能更清晰的看到排序的区别，如果只是为了排序，可以不要这段代码
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}