冒泡算法原理与代码实现

原理:比较两个相邻的元素,将值大的元素交换至右端。

思路:依次比较相邻的两个数,将小数放在前面,大数放在后面。即在第一趟:首先比较第1个和第2个数,将小数放前,大数放后。然后比较第2个数和第3个数,将小数放前,大数放后,如此继续,直至比较最后两个数,将小数放前,大数放后。重复第一趟步骤,直至全部排序完成。

举例说明:要排序数组:int[] arr={6,3,8,2,9,1};   

第一趟排序:

    第一次排序:63比较,6大于3,交换位置:  3  6  8  2  9  1

    第二次排序:68比较,6小于8,不交换位置:3  6  8  2  9  1

    第三次排序:82比较,8大于2,交换位置:  3  6  2  8  9  1

    第四次排序:89比较,8小于9,不交换位置:3  6  2  8  9  1

    第五次排序:91比较:9大于1,交换位置:  3  6  2  8  1  9

    第一趟总共进行了5次比较, 排序结果:      3  6  2  8  1  9

---------------------------------------------------------------------

第二趟排序:

    第一次排序:36比较,3小于6,不交换位置:3  6  2  8  1  9

    第二次排序:62比较,6大于2,交换位置:  3  2  6  8  1  9

    第三次排序:68比较,6大于8,不交换位置:3  2  6  8  1  9

    第四次排序:81比较,8大于1,交换位置:  3  2  6  1  8  9

    第二趟总共进行了4次比较, 排序结果:      3  2  6  1  8  9

---------------------------------------------------------------------

第三趟排序:

    第一次排序:32比较,3大于2,交换位置:  2  3  6  1  8  9

    第二次排序:36比较,3小于6,不交换位置:2  3  6  1  8  9

    第三次排序:61比较,6大于1,交换位置:  2  3  1  6  8  9

    第二趟总共进行了3次比较, 排序结果:         2  3  1  6  8  9

---------------------------------------------------------------------

第四趟排序:

    第一次排序:23比较,2小于3,不交换位置:2  3  1  6  8  9

    第二次排序:31比较,3大于1,交换位置:  2  1  3  6  8  9

    第二趟总共进行了2次比较, 排序结果:        2  1  3  6  8  9

---------------------------------------------------------------------

第五趟排序:

    第一次排序:21比较,2大于1,交换位置:  1  2  3  6  8  9

    第二趟总共进行了1次比较, 排序结果:  1  2  3  6  8  9

---------------------------------------------------------------------

最终结果:1  2  3  6  8  9



代码:


     int[] x = { 6,3,8,2,9,1 };
                for (int i = 0; i < x.length; i++)
                {
                    for (int j = i; j < x.length; j++)
                    {
                        if (x[i] > x[j])
                        {
                            int temp = x[i];
                            x[i] = x[j];
                            x[j] = temp;
                        }
                    }
                }
                
                for(int j = 0;j<x.length;j++){
                    System.out.print(x[j]+"    ");
                }




冒泡排序是一种简单的排序算法,适用于小规模数据集或教学用途。其基本思想是通过重复地遍历要排序的列表,比较相邻的两个元素,并根据需要交换它们的位置,以确保较大的元素逐渐向后移动,较小的元素向前移动,就像“气泡”一样逐渐上升到正确的位置。 ### 工作原理 1. 从列表的第一个元素开始,依次比较相邻的两个元素。 2. 如果前一个元素大于后一个元素,则交换它们的位置;否则保持不变。 3. 遍历完所有未排序的元素后,最大的元素将被放置在列表的末尾。 4. 重复上述过程,但每次遍历时,已排序部分的长度会减少一个元素(因为最后一个元素已经是有序的)。 5. 当整个列表没有发生任何交换时,说明排序完成。 冒泡排序的时间复杂度为 $O(n^2)$,其中 $n$ 是数据量。虽然效率不高,但实现简单,适合初学者理解排序的基本概念。 ### 实现代码 以下是使用 Python 编写的冒泡排序算法: ```python def bubble_sort(arr): n = len(arr) # 遍历所有数组元素 for i in range(n): # 最后一轮如果没有发生任何交换,说明已经有序 swapped = False # 每次遍历时,最后i个元素已排序完成 for j in range(0, n - i - 1): # 比较相邻元素,如果顺序错误则交换 if arr[j] > arr[j + 1]: arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j] swapped = True # 如果本轮无交换,提前结束排序 if not swapped: break return arr # 示例用法 example_list = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90] sorted_list = bubble_sort(example_list) print("排序后的列表:", sorted_list) ``` ### 算法特点 - **稳定性**:冒泡排序是稳定的排序算法,即相等元素的相对顺序不会改变[^1]。 - **空间复杂度**:该算法仅使用常数级别的额外空间,原地排序。 - **优化策略**:如示例代码中所示,可以通过检测是否发生交换来提前终止排序过程,从而在接近有序的数据集中提升性能。 ---
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