数组-冒泡排序法

冒泡排序法

原理是临近的数字两两进行比较,按照从小到大或者从大到小的顺序进行交换,

这样一趟过去后,最大(或最小)的数字被交换到了最后一位,

然后再从头开始进行两两比较交换,直到倒数第二位时结束,其余类似。

例子为从小到大排序,最大的数字会排到最后。

原始待排序数组| 6 | 2 | 4 | 1 | 5 | 9 |

第一趟排序(外循环)

第一次两两比较6 > 2交换(内循环)

交换前状态| 6 | 2 | 4 | 1 | 5 | 9 |

交换后状态| 2 | 6 | 4 | 1 | 5 | 9 |

第二次两两比较,6 > 4交换

交换前状态| 2 | 6 | 4 | 1 | 5 | 9 |

交换后状态| 2 | 4 | 6 | 1 | 5 | 9 |

第三次两两比较,6 > 1交换

交换前状态| 2 | 4 | 6 | 1 | 5 | 9 |

交换后状态| 2 | 4 | 1 | 6 | 5 | 9 |

第四次两两比较,6 > 5交换

交换前状态| 2 | 4 | 1 | 6 | 5 | 9 |

交换后状态| 2 | 4 | 1 | 5 | 6 | 9 |

第五次两两比较,6 < 9不交换

交换前状态| 2 | 4 | 1 | 5 | 6 | 9 |

交换后状态| 2 | 4 | 1 | 5 | 6 | 9 |

第二趟排序(外循环)(注意9已经排到最后,因此不用再排序)

第一次两两比较2 < 4不交换

交换前状态| 2 | 4 | 1 | 5 | 6 | 9 |

交换后状态| 2 | 4 | 1 | 5 | 6 | 9 |

第二次两两比较,4 > 1交换

交换前状态| 2 | 4 | 1 | 5 | 6 | 9 |
交换后状态| 2 | 1 | 4 | 5 | 6 | 9 |

第三次两两比较,4 < 5不交换

交换前状态| 2 | 1 | 4 | 5 | 6 | 9 |
交换后状态| 2 | 1 | 4 | 5 | 6 | 9 |

第四次两两比较,5 < 6不交换

交换前状态| 2 | 1 | 4 | 5 | 6 | 9 |

交换后状态| 2 | 1 | 4 | 5 | 6 | 9 |

第三趟排序(外循环)(此时6和9都已经排到最后)

第一次两两比较2 > 1交换

交换后状态| 2 | 1 | 4 | 5 | 6 | 9 |

交换后状态| 1 | 2 | 4 | 5 | 6 | 9 |

第二次两两比较,2 < 4不交换

交换后状态| 1 | 2 | 4 | 5 | 6 | 9 |
交换后状态| 1 | 2 | 4 | 5 | 6 | 9 |

第三次两两比较,4 < 5不交换

交换后状态| 1 | 2 | 4 | 5 | 6 | 9 |
交换后状态| 1 | 2 | 4 | 5 | 6 | 9 |

第四趟排序(外循环)无交换

第五趟排序(外循环)无交换

排序完毕,输出最终结果1 2 4 5 6 9

代码如下,供参考:

import java.util.Arrays;
//冒泡法排序
public class Arrays {
    public static void main(String[] args) {
    int[] array2 = { 3, 6, 9, 2, 5, 7 };

        //输出数组数据,作为对照
        for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
            System.out.print(array2[i] + "\t");
        }

        //冒泡法排序
        for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array2.length - i-1; j++) {
                int temp = 0;
                if (array2[j] > array2[j + 1]) {
                    temp = array2[j];
                    array2[j] = array2[j + 1];
                    array2[j + 1] = temp;
                }
            }
        }
        //输出排序后的数组
        System.out.println("冒泡排序后:");
        for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
            System.out.print(array2[i] + "\t");
        }
    }
}

冒泡排序动画演示
冒泡排序动画演示

### 三级标题:冒泡排序的基本原理与实现方式 冒泡排序是一种基础的比较排序,其核心思想是通过相邻元素之间的两两比较和交换操作,将较大的元素逐渐“浮”到数组的末尾。该算重复遍历数组,每一轮将一个最大值移动到正确的位置,直到整个数组有序为止[^1]。 以下是一个使用静态数组实现冒泡排序的 C++ 示例代码: ```cpp #include <iostream> using namespace std; int main() { int arr[] = {23, 4, 31, 56, 32, 90, 62, 35, 87}; int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); for (int i = 0; i < len - 1; i++) { for (int j = 0; j < len - i - 1; j++) { if (arr[j] > arr[j + 1]) { int temp = arr[j]; arr[j] = arr[j + 1]; arr[j + 1] = temp; } } } cout << "Sorted array:" << endl; for (int i = 0; i < len; i++) { cout << arr[i] << endl; } return 0; } ``` 上述代码中,外层循环控制排序的轮数,内层循环负责每轮中的比较和交换操作。每次内层循环结束后,当前轮次中最大的元素会被移动到数组末尾的正确位置[^2]。 ### 三级标题:使用函数封装冒泡排序逻辑 为了提高代码的可重用性和模块化程度,可以将冒泡排序逻辑封装为独立函数,并通过指针传递数组参数进行原地排序: ```cpp #include <iostream> using namespace std; void bubble_sort(int* arr, int len) { for (int i = 0; i < len - 1; i++) { for (int j = 0; j < len - i - 1; j++) { if (arr[j] > arr[j + 1]) { int temp = arr[j]; arr[j] = arr[j + 1]; arr[j + 1] = temp; } } } } int main() { int arr[10]; for (int i = 0; i < 10; i++) { cin >> arr[i]; } int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); bubble_sort(arr, len); for (int i = 0; i < len; i++) { cout << *(arr + i) << " "; } return 0; } ``` 在该实现中,`bubble_sort` 函数接受一个整型指针 `arr` 和数组长度 `len`,并对其进行冒泡排序。主函数中通过标准输入获取用户提供的数组数据,并调用排序函数对数组进行处理[^2]。 ### 三级标题:使用模板和动态数组优化冒泡排序 对于需要处理不同类型数据的应用场景,可以采用 C++ 模板机制实现通用的冒泡排序函数。此外,结合 `std::vector` 动态数组容器可以支持更灵活的数据输入排序操作: ```cpp #include <iostream> #include <vector> using namespace std; template<typename T> void bubble_sort(vector<T>& arr) { int n = arr.size(); bool swapped; for (int i = 0; i < n - 1; i++) { swapped = false; for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) { if (arr[j] > arr[j + 1]) { swap(arr[j], arr[j + 1]); swapped = true; } } if (!swapped) break; } } int main() { vector<int> arr; int num = 0; cout << "请输入一串数字(以空格或换行分隔,输入非数字结束):" << endl; while (cin >> num) { arr.push_back(num); } cout << "输入的数字为:"; for (auto x : arr) { cout << x << " "; } cout << endl; bubble_sort(arr); cout << "排序后的数字为:"; for (auto x : arr) { cout << x << " "; } cout << endl; return 0; } ``` 此版本利用了 `std::vector` 的动态扩展特性,使程序能够自动适应不同长度的输入数据。同时,通过模板定义 `bubble_sort` 函数,使其支持多种数据类型的排序操作[^4]。 ### 三级标题:冒泡排序的优化策略 在常规实现的基础上,可以通过引入标志变量 `swapped` 来检测是否已提前完成排序。如果某一轮次中未发生任何交换操作,则说明数组已经有序,此时可直接终止排序过程以减少不必要的计算开销[^4]。 这种优化策略在部分有序数据集上表现尤为明显,可以显著降低时间复杂度的实际运行效率。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值