八大排序算法---冒泡排序

八大排序算法---冒泡排序

        所谓排序，就是使一串记录，按照其中的某个或某些关键字的大小，递增或递减的排列起来的操作。排序算法，就是如何使得记录按照要求排列的方法。排序算法在很多领域得到相当地重视，尤其是在大量数据的处理方面。一个优秀的算法可以节省大量的资源。        

        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数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。

这个算法的名字由来是因为越大的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端，故名。

算法原理

冒泡排序算法的运作如下：（从后往前）

1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，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。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。
3. 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
4. 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。

有一个数列：[4,2,6,5,3,9]我们通过冒泡排序的步骤如下： 
 

总结：1.一个长度为n的数列，我们最多需要进行n-1轮的比较
            2.第m轮，需要n-m-1次比较

根据上述思想，我们用python代码来实现：

 

l = [1, 7, 5, 6, 2, 8, 3, 9, 4]
 
n = len(l)
 
for m in range(n-1):  # 外层循环决定需要排序的轮次
    for i in range(n-m-1):  # 内层循环决定要比较的次数
        if l[i] > l[i+1]:
            l[i], l[i+1] = l[i+1], l[i]
    print(l)
 
输出结果：
 
[1, 5, 6, 2, 7, 3, 8, 4, 9]
[1, 5, 2, 6, 3, 7, 4, 8, 9]
[1, 2, 5, 3, 6, 4, 7, 8, 9]
[1, 2, 3, 5, 4, 6, 7, 8, 9]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]  #**
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

 

 

 

我们可以看到，循环进行了五次我们就得到了正确的结果，但是程序还是进行了剩下循环。那么我们怎么能够在得到结果后马上结束程序，以提高效率呢？看下面的改进版本

 

l = [1, 7, 5, 6, 2, 8, 3, 9, 4]
 
n = len(l)
 
for m in range(n-1):
    flag = True  # 设置一个标志位
    for i in range(n-m-1):
        if l[i] > l[i+1]:
            l[i], l[i+1] = l[i+1], l[i]
            flag = False  # 如果本能循环还需要交换就改变flag的值
    if flag:  # 如果flag没有改变就说明排序成功了
        break
    print(l)
 
运行结果：
 
[1, 5, 6, 2, 7, 3, 8, 4, 9]
[1, 5, 2, 6, 3, 7, 4, 8, 9]
[1, 2, 5, 3, 6, 4, 7, 8, 9]
[1, 2, 3, 5, 4, 6, 7, 8, 9]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]