定义:
冒泡排序(Bubble Sort)是一种简单的排序算法。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小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。
冒泡排序算法的运作如下:
- 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。
- 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。
- 针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。
- 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。
冒泡排序的过程图:
伪代码:
function bubble_sort (array, length) { var i, j; for(i from 0 to length-2){ for(j from 0 to length-2-i){ if (array[j] > array[j+1]) swap(array[j], array[j+1]) } } }
C++语言代码
1 #include<iostream> 2 #define NUM 10 3 using namespace std; 4 5 void bubbleSort(int *, int); 6 7 int main(void) 8 { 9 int arr[NUM]; 10 int i; 11 12 for(i = 0; i < NUM; i ++) 13 cin >> arr[i]; 14 bubbleSort(arr, NUM); 15 for(i = 0 ; i < NUM; i ++) 16 cout << arr[i] << " "; 17 18 return 0; 19 } 20 21 void bubbleSort(int *a, int n) 22 { 23 int i, j,temp; 24 25 for(i = 0; i < n - 1; ++ i) 26 for(j = 0; j < n - 1 - i; ++j) 27 { 28 if(a[j] > a[j + 1]) 29 { 30 temp = a[j]; 31 a[j] = a[j + 1]; 32 a[j + 1] = temp; 33 } 34 } 35 }
复杂性分析:
冒泡排序是与插入排序拥有相等的运行时间,但是两种算法在需要的交换次数却很大地不同。在最好的情况,冒泡排序需要次交换,而插入排序只要最多交换。冒泡排序的实现(类似下面)通常会对已经排序好的数列拙劣地运行(),而插入排序在这个例子只需要个运算。因此很多现代的算法教科书避免使用冒泡排序,而用插入排序取代之。冒泡排序如果能在内部循环第一次运行时,使用一个旗标来表示有无需要交换的可能,也可以把最好的复杂度降低到。在这个情况,已经排序好的数列就无交换的需要。若在每次走访数列时,把走访顺序反过来,也可以稍微地改进效率。有时候称为鸡尾酒排序,因为算法会从数列的一端到另一端之间穿梭往返。
冒泡排序优化:
#include<iostream> #define NUM 10 using namespace std; void bubbleSort(int *, int); int main(void) { int arr[NUM]; int i; for(i = 0; i < NUM; i ++) cin >> arr[i]; bubbleSort(arr, NUM); for(i = 0 ; i < NUM; i ++) cout << arr[i] << " "; return 0; } void bubbleSort(int *a, int n) { int i, j,temp; int flag; for(i = 0; i < n - 1 && flag; ++ i) { flag = 0; for(j = 0; j < n - 1 - i; ++j) { if(a[j] > a[j + 1]) { temp = a[j]; a[j] = a[j + 1]; a[j + 1] = temp; flag = 1; } } } }