排序算法-冒泡排序

算法原理（默认从小到大排序）

1.从前往后依次比较相邻两个元素，如果arr[j-1]>arr[j] ,则交换两元素位置，直到len(arr)-1处停止，记录最后发生交换的位置right=j
2.从前向后依次比较相邻两元素，若前一个大于后一个，则交换两元素，直到right位置停止；若此时不发生元素交换，则算法过程结束。
3.循环执行2过程，直到right<2 或不在发生元素交换。right=1时表明 index=0，和index=1处已经经过比较，即最先开始两个元素已经经过比较。

百度百科上如此描述：
冒泡排序重复地走访过要排序的元素列，依次比较两个相邻的元素，如果他们的顺序（如从大到小、首字母从A到Z）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（升序或降序排列），就如同碳酸饮料中二氧化碳的气泡最终会上浮到顶端一样，故名“冒泡排序”。

算法停止条件设置为不在发生元素交换可以减少算法的循环次数。如下一个长度为9的数组，某次排序只需要循环4次。

算法过程图示：

python代码实现

"""
冒泡排序原理(默认从小到大)：
1.从前到后，相邻的两个元素相比较，如果arr[i]>arr[i+1]，则两个元素交换位置，直到len-巡回次数处停止 ，记为第一次巡回。此时最大的元素已经被选出排在了最后。
2.循环执行过程1，直到没有元素发生交换
"""

import random

def bubble_sort(arr):
    length=len(arr)
    right=length
    need_sort=True
    count=0
    while right>=2 and need_sort:
        count+=1
        need_sort=False
        for j in range(1,right):
            if arr[j-1]>arr[j]:
                arr[j-1],arr[j]=arr[j],arr[j-1]
                right=j
                need_sort=True

    print("一共循环了：{0}次".format(count))
    return arr

if __name__ == "__main__":
    arr=random.sample(range(20),9)
    print("arr:",arr) 
    arr=bubble_sort(arr)
    print("after sort:",arr)   
        

python代码实现，带过程图版

"""
冒泡排序原理(默认从小到大)：
1.从前到后，相邻的两个元素相比较，如果arr[i]>arr[i+1]，则两个元素交换位置，直到len-巡回次数处停止 ，记为第一次巡回。此时最大的元素已经被选出排在了最后。
2.循环执行过程1，直到没有元素发生交换
"""

import random

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import cm
def autolabel(rects):
 for rect in rects:
  height = rect.get_height()
  plt.text(rect.get_x()+rect.get_width()/2.-0.2, 1.00*height, '%s' % float(height))

def bubble_sort(arr):

    #画图
    a=plt.bar(range(len(arr)),arr,color=cm.rainbow(np.array(arr)/25))
    autolabel(a)
    plt.ion()
    plt.show()
    plt.pause(0.2)

    length=len(arr)
    right=length
    need_sort=True
    count=0
    while right>=2 and need_sort:
        count+=1
        need_sort=False
        for j in range(1,right):
            if arr[j-1]>arr[j]:
                arr[j-1],arr[j]=arr[j],arr[j-1]
                right=j
                need_sort=True

                #画图
                plt.cla()
                a=plt.bar(range(len(arr)),arr,color=cm.rainbow(np.array(arr)/25))
                autolabel(a)
                plt.pause(1.5)

    print("一共循环了：{0}次".format(count))
    return arr

if __name__ == "__main__":
    arr=random.sample(range(20),9)
    print("arr:",arr) 
    arr=bubble_sort(arr)
    print("after sort:",arr)