基于C语言的冒泡排序算法

金池尽干

已于 2024-09-03 14:43:35 修改

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文章标签：算法 c语言数据结构

于 2024-08-29 17:32:37 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/m0_71974552/article/details/141683171

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一、冒泡排序算法基础

（一）算法原理

冒泡排序是一种简单直观的排序算法。它的基本原理是通过重复比较相邻的元素，如果它们的顺序错误就进行交换，将最大（或最小）的元素 “浮” 到数列的一端。每次比较相邻的两个元素，如果第一个比第二个大（或小），就交换它们的位置。这样经过一轮比较和交换后，最大（或最小）的元素就会移到数列的末尾。

经过如上步骤即可完成一轮冒泡，将数组中最大的数放在了数组末尾，继续对数组中剩余元素进行如上图的冒泡排序，直到整个数组有序。

（二）算法步骤

冒泡排序的具体步骤如下：

从数列的第一个元素开始，比较相邻的两个元素。如果第一个元素比第二个元素大（升序排列），则交换它们的位置。
比较第二个和第三个元素，依此类推，直到比较到倒数第二个和倒数第一个元素。这一轮比较完成后，最大的元素就被移到了数列的末尾。
对除了已经排好序的最后一个元素之外的其余元素，重复上述步骤，将第二大的元素移到数列的倒数第二个位置。
如此反复，每次都将未排序部分中的最大元素 “冒泡” 到相应的位置，直到整个数列有序。

例如，对于数列 [9, 8, 5, 4, 2, 0] ，第一轮比较和交换后，数列变为 [8, 5, 4, 2, 0, 9] ，最大的 9 被移到了末尾；第二轮比较和交换后，数列变为 [5, 4, 2, 0, 8, 9] ，第二大的 8 被移到了倒数第二个位置；以此类推，经过多轮比较和交换，最终数列会变为 [0, 2, 4, 5, 8, 9] ，完成排序。

二、代码实现与示例

（一）简单实现

以下是一个用 C 语言实现冒泡排序的基本代码：

#include<stdio.h>

// 冒泡排序函数
void bubbleSort(int arr[], int n) {
    int i, j, temp;
    for (i = 0; i < n - 1; i++) 
    //外层循环控制排序的轮数，每一轮都会将当前未排序部分的最大元素移动到末尾，并减少一轮循环
    {
        for (j = 0; j < n - i - 1; j++) 
        // 内层循环负责比较和交换相邻的元素
        {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) // 如果当前元素大于下一个元素，则进行交换
            {
                temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
}

// 打印数组函数
void printArray(int arr[], int size) {
    int i;
    // 遍历数组并打印每个元素
    for (i = 0; i < size; i++)
        printf("%d ", arr[i]);
    printf("\n");
}

// 主函数，用于测试冒泡排序
int main() {
    int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    
    bubbleSort(arr, n);// 调用冒泡排序函数对数组进行排序
    printf("Sorted array: \n");
    printArray(arr, n);// 调用打印数组函数输出排序后的数组
    return 0;
}

假设我们要对上述数组进行排序，第一轮比较时，会比较 64 和 34，交换位置；接着比较 64 和 25，交换位置，以此类推。经过多轮比较和交换，最终完成排序。