冒泡排序

本文详细介绍了冒泡排序的原理及实现方法,包括其时间复杂度分析,并提供了多种编程语言的实现示例,如C、C++、Java等。

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冒泡排序,是指计算机的一种排序方法,它的时间复杂度为O(n^2),虽然不及堆排序、快速排序的O(nlogn,底数为2),但是有两个优点:1.“编程复杂度”很低,很容易写出代码;2.具有稳定性,这里的稳定性是指原序列中相同元素的相对顺序仍然保持到排序后的序列,而堆排序、快速排序均不具有稳定性。不过,一路、二路归并排序、不平衡二叉树排序的速度均比冒泡排序快,且具有稳定性,但速度不及堆排序、快速排序。冒泡排序是经过n-1趟子排序完成的,第i趟子排序从第1个数至第n-i个数,若第i个数比后一个数大(则升序,小则降序)则交换两数。

冒泡排序(BubbleSort)的基本概念是: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。至此第一趟结束,将最大的数放到了最后。在第二趟:仍从第一对数开始比较(因为可能由于第2个数和第3个数的交换,使得第1个数不再小于第2个数),将小数放前,大数放后,一直比较到倒数第二个数(倒数第一的位置上已经是最大的),第二趟结束,在倒数第二的位置上得到一个新的最大数(其实在整个数列中是第二大的数)。如此下去,重复以上过程,直至最终完成排序。

由于在排序过程中总是小数往前放,大数往后放,相当于气泡往上升,所以称作冒泡排序。

用二重循环实现,外循环变量设为i,内循环变量设为j。外循环重复9次,内循环依次重复9,8,...,1次。每次进行比较的两个元素都是与内循环j有关的,它们可以分别用a[j]和a[j+1]标识,i的值依次为1,2,...,9,对于每一个i, j的值依次为1,2,...10-i。

C

  void bubble_sort(int *x, int n)

  {

  int j, k, h, t;

  for (h=n-1; h>0; h=k) /*循环到没有比较范围*/

  {

  for (j=0, k=0; j<h; j++) /*每次预置k=0,循环扫描后更新k*/

  {

  if (*(x+j) > *(x+j+1)) /*大的放在后面,小的放到前面*/

  {

  t = *(x+j);

  *(x+j) = *(x+j+1);

  *(x+j+1) = t; /*完成交换*/

  k = j; /*保存最后下沉的位置。这样k后面的都是排序排好了的。*/

  }

  }

  }

  }

C++

  #include <iostream>

  #define LEN 9

  using namespace std;

  int main()

  {

  int nArray[LEN];

  for(int i=0;i<LEN;i++)nArray[i]=LEN-i;

  cout<<"原始数据为:"<<endl;

  for(int i=0;i<LEN;i++)cout<<nArray[i]<<" ";

  cout<<endl;

  //开始冒泡

  {

  int temp;

  for(int i=LEN-1;i>0;i--)

  for(int j=0;j<i;j++)

  {

  if(nArray[j]>nArray[j+1])

  {

  temp=nArray[j];

  nArray[j]=nArray[j+1];

  nArray[j+1]=temp;

  }

  }

  }

  //结束冒泡

  cout<<"排序结果:"<<endl;

  for(int i=0;i<LEN;i++)cout<<nArray[i]<<" ";

  return 0;

  }

PHP

  <?php

  //冒泡排序(一维数组)

  function bubble_sort($array)

  {

  $count = count($array);

  if ($count <= 0) return false;

  for($i=0; $i<$count; $i++)

  {

  for($j=$count-1; $j>$i; $j--)

  {

  if ($array[$j] < $array[$j-1])

  {

  $tmp = $array[$j];

  $array[$j] = $array[$j-1];

  $array[$j-1] = $tmp;

  }

  }

  }

  return $array;

  }

  //使用实例

  $_array = array('5', '8' ,'5' ,'6' ,'9' ,'3' ,'2' ,'4');

  $_array = bubble_sort($_array);

  print ($_array);

  ?>

Java

  // 冒泡排序

  public class BubbleSort {

  public static void sort(Comparable[] data) {

  // 数组长度

  int len = data.length;

  for (int i = 0; i < len - 1; i++) {

  // 临时变量

  Comparable temp = null;

  // 交换标志,false表示未交换

  boolean isExchanged = false;

  for (int j = len - 1; j > i; j--) {

  // 如果data[j]小于data[j - 1],交换

  if (data[j].compareTo(data[j - 1]) < 0) {

  temp = data[j];

  data[j] = data[j - 1];

  data[j - 1] = temp;

  // 发生了交换,故将交换标志置为真

  isExchanged = true;

  }// end if

  }// end for

  // 本趟排序未发生交换,提前终止算法,提高效率

  if (!isExchanged) {

  return;

  }// end if

  }// end for

  }// end sort

  public static void main(String[] args) {

  // 在JDK1.5版本以上,基本数据类型可以自动装箱

  // int,double等基本类型的包装类已实现了Comparable接口

  Comparable[] c = { 4, 9, 23, 1, 45, 27, 5, 2 };

  sort(c);

  for (Comparable data : c) {

  System.out.println(data);

  }

  }

  }

Visual Basic

  Sub ttttttttt()

  Dim a, c As Variant

  Dim i As Integer, j As Integer, temp As Integer, bSwap As Boolean

  a = Array(17, 45, 12, 80, 50)

  For j = 0 To UBound(a) - 1

  bSwap = False

  For i = 0 To UBound(a) - 1

  If (a(i) > a(i + 1)) Then '若是递减,改为a(i)<a(i+1)

  temp = a(i)

  a(i) = a(i + 1)

  a(i + 1) = temp

  bSwap = True

  End If

  Next

  If bSwap = False Then

  Exit For

  End If

  Next

  For Each c In a

  Debug.Print c;

  Next

  End Sub

C#

  public void BubbleSort(int[] array)

  {

  int length = array.Length;

  for (int i = 0; i <= length - 1; i++)

  {

  for (int j = length - 1; j > i; j--)

  {

  if (array[j] < array[j - 1] )

  {

  int temp = array[j];

  array[j] = array[j - 1];

  array[j - 1] = temp;

  }

  }

  }

  }

JS

  <script language="javascript">

  var DataOne=new Array(5,6,7,8,3,1,2,-1,100)

  var len=DataOne.length

  for(var i=0;i<len;i++)

  {

  for(var j=0;j<len;j++)

  {

  One=DataOne[j]

  Two=DataOne[j+1]

  if(One<Two)

  {

  DataOne[j]=Two

  DataOne[j+1]=One

  }

  }

  }

  var str=""

  for(var n=0;n<len;n++)

  {

  str+=DataOne[n]+","

  }

  alert(str)

  </script>

若记录序列的初始状态为"正序",则冒泡排序过程只需进行一趟排序,在排序过程中只需进行n-1次比较,且不移动记录;反之,若记录序列的初始状态为"逆序",则需进行n(n-1)/2次比较和记录移动。因此冒泡排序总的时间复杂度为O。

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