冒泡排序法vs快速排序法

闲着没事，想思考一下两种排序法的直观对比，写了个小程序，代码如下，分析见后面：

　　

class Program
    {
        static DateTime t1, t2;
        static TimeSpan ts1, ts2,ts3;
        static int c1 = 0, c2 = 0,c3=0;
        static void quick_sort(int[] a, int start, int end)
        {
            int key, i, j, dir = -1;
            if (end <= start)
            {
                return;
            }
            i = start;
            key = a[i];
            j = end + 1;
            while (i < j)
            {
                c1++;
                if (dir == -1)
                {
                    if (a[--j] < key)
                    {
                        a[i] = a[j];
                        dir = 1;
                    }
                }
                else
                {
                    if (a[++i] > key)
                    {
                        a[j] = a[i];
                        dir = -1;
                    }
                }
            }
            a[i] = key;
            quick_sort(a, start, i - 1);
            quick_sort(a, i + 1, end);
        }
        static void bubble_sort0(int[] a, int start)
        {
            int t;
            if (start == a.Length - 1)
            {
                return;
            }
            for (int i = a.Length - 1; i >= start + 1; i--)
            {
                c2++;
                if (a[i - 1] > a[i])
                {
                    t = a[i - 1];
                    a[i - 1] = a[i];
                    a[i] = t;
                }
            }
            bubble_sort0(a, start + 1);
        }
        static void bubble_sort1(int[] a)
        {
            int t;
            for (int j = 1; j <= a.Length - 1; j++)
            {
                for (int i = a.Length - 1; i >= j; i--)
                {
                    c3++;
                    if (a[i - 1] > a[i])
                    {
                        t = a[i - 1];
                        a[i - 1] = a[i];
                        a[i] = t;
                    }
                }
            }
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            int[] a, b,c;
            int length = 2500;
            a = new int[length * 3];
            //init array
            for (int index = 0, i = 1, j = length + 1, k = length * 2 + 1; i <= length; i++, j++, k++)
            {
                a[index++] = i;
                a[index++] = j;
                a[index++] = k;
            }
            a.Reverse();
            b = new int[a.Length];
            c = new int[a.Length];
            a.CopyTo(b, 0);
            a.CopyTo(c, 0);

            //bubble_sort0 start
            t1 = DateTime.Now;
            bubble_sort0(b, 0);
            t2 = DateTime.Now;
            ts2 = t2.Subtract(t1);

            //quick_sort start
            t1 = DateTime.Now;
            quick_sort(a, 0, a.Length - 1);
            t2 = DateTime.Now;
            ts1 = t2.Subtract(t1);

            //bubble_sort1 start
            t1 = DateTime.Now;
            bubble_sort1(b);
            t2 = DateTime.Now;
            ts3 = t2.Subtract(t1);

            //output array
            ////Console.WriteLine("Array a:");
            ////foreach (var item in a)
            ////{
            ////    Console.Write(item + " ");
            ////}
            ////Console.WriteLine();
            ////Console.ReadKey();
            ////Console.WriteLine("Array b:");
            ////foreach (var item in b)
            ////{
            ////    Console.Write(item + " ");
            ////}
            ////Console.WriteLine();
            ////Console.ReadKey();
            Console.WriteLine($"Quick_sort spends {ts1.Milliseconds} ms.count={c1}");
            Console.WriteLine($"Bubble_sort0 spends {ts2.Milliseconds} ms.count={c2}");
            Console.WriteLine($"Bubble_sort1 spends {ts3.Milliseconds} ms.count={c3}");
            Console.ReadKey();
        }
    }

　　

运行结果如图：

想要看到更悬殊的差距，自行调大“int length =2500;”的值就可以了。

简单地分析：

1、冒泡法对n个数排序，第一次比较n-1个，第二次比较n-2个，第三次比较n-3个。。。。以此类推。

2、快排对n个数排序，第一次比较n-1（分界数0，参照数1）个，第二次比较n-3（分界数1，参照数2）个，第三次比较n-7（分界数3，参照数4）个，第四次比较n-15(分界数7，参照数8)。。。。以此类推

（每次比较都会去掉分界点的那个数字和每组中的一个数字，而组数是按2的n次方增加的）

3、bubble_sort0和bubble_sort1是递归与否的差别。可以看出递归会消耗一点时间。事实上，递归也很耗空间。

仅考虑比较的次数，快排完胜。