冒泡排序

原理

# 列表每两个相邻的数，如果前面的数比后面的大，则交换这两个数。 
# 一趟排序完成后，则无序区减少一个数，有序区增加一个数。 
# 每循环一趟，从无序区冒出来一个最大的数，放入有序区，最终得到一个升序的列表
# 代码关键点：趟、无序区范围

代码

# -*- coding: utf-8 -*-
# created by X. Liu on 2020/3/7

def bubble_sort(li):
    n = len(li)
    for i in range(n - 1):      		# i表示循环趟数，每循环一次，就冒出来一个最大的数
        for j in range(n - 1 - i):  	# j表示每趟循环中需要前后比较两个数的次数
            if li[j] > li[j+1]:     	# 只要前面的数比后面的数大，就交换位置
                li[j+1], li[j] = li[j], li[j+1]
                
# 如果是逆序排序，只需将if判断的中的 '>' 修改为  '<'

代码解读

冒泡排序的时间复杂度：O(n^2)

# 趟：i指的是躺数，每循环一次就冒出来一个最大的数，所以一共需要循环len(li)-1次
# 无序区：每循环一趟，就会找到一个最大的数，有序的个数就会增加一个，无序区的个数就会减少一个。
# 那么每趟需要比较的次数，就是无序区长度-1；而无序区长度等于len(li)-1-i

动画演示

改进

对于上述的冒泡排序有可以优化的地方，如果一趟循环过程中没有发生交换，则说明这趟的所有数字已经是有序的，不需要再循环下面的趟数。

# -*- coding: utf-8 -*-
# created by X. Liu on 2020/3/7

def bubble_sort(li):
    n = len(li)
    for i in range(n - 1):
        exchange = False            # 记录本趟是否发生交换
        for j in range(n - 1 - i):
            if li[j] > li[j+1]:
                li[j+1], li[j] = li[j], li[j+1]
                exchange = True     # 记录交换
        
        if not exchange:            # 如果没有交换，则已经有序，直接退出
            return

测试

# 极端情况：只需一趟循环

def bubble_sort(li):
    n = len(li)
    for i in range(n - 1):
        exchange = False            # 记录本趟是否发生交换
        for j in range(n - 1 - i):
            if li[j] > li[j+1]:
                li[j+1], li[j] = li[j], li[j+1]
                exchange = True     # 记录交换
        print(li)
        if not exchange:            # 如果没有交换，则已经有序，直接退出
            return


li = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
print(li)
bubble_sort(li)

# output:
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]