冒泡排序及其优化

本文深入解析冒泡排序算法,探讨其稳定性及时间复杂度。原始冒泡排序通过两层循环进行元素比较,改进版通过引入标志位提升效率,避免不必要的循环。

冒泡排序是稳定的
冒泡排序是稳定的
冒泡排序是稳定的

  1. 原始的冒泡排序
    由于该排序算法的每一轮都要遍历一遍所有的元素,轮转的次数和元素数量相当,所以时间复杂度为O(N^2)。
void BubbleSort(int a[], int len)
{
	int i, j, temp;
	for (j = 0; j < len - 1; j++)
	{
		for (i = 0; i < len - 1 - j; i++)
		if (a[i] > a[i + 1])
		{
			swap(a[i], a[i + 1]);
		}
	}
}

原始的冒泡算法通过两个for循环进行了(len-1)*(len-1)次比较,若其中的所有数据在最初几次比较后已经是排序OK了,那么后续的比较、循环就没有必要了。因此可以通过一个flag来判断这个数据是否已经排序OK,若已OK则跳出循环。
Ps.当第二个for循环从头到尾没有在swap时,表明此时已排序OK。

  1. 进阶版的冒泡排序

void BubbleSort(int a[], int len)
{
	int i, j, temp;
	bool flags = false;
	for (j = 0; j < len - 1; j++)
	{
		for (i = 0; i < len - 1 - j; i++)
		{
			if (a[i] > a[i + 1])
			{
				swap(a[i], a[i + 1]);
				flags = true;
			}
		}
		if (flags == false)
			return;
	}
冒泡排序是一种经典的排序算法,通过相邻两个数之间的比较和位置调换实现排序。以下是C++实现冒泡排序及其优化方法的相关内容。 ### 基本冒泡排序 基本冒泡排序通过两层循环,外层循环控制排序的趟数,内层循环进行相邻元素的比较和交换。以下是基本冒泡排序的代码实现: ```cpp #include<iostream> using namespace std; void swap(int* a, int i, int j) { int temp = a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = temp; } void print(int arr[], int n) { for (int j = 0; j < n; j++) { cout << arr[j] << " "; } cout << endl; } void BubbleSort(int a[], int len) { int max = len - 1; for(int i = 0; i < max; i++) for (int j = 0; j < max - i; j++) { if (a[j] > a[j + 1]) { swap(a, j, j + 1); } } } int main() { int s[10] = { 8,1,9,7,2,4,5,6,10,3 }; cout << "初始序列:"; print(s, 10); BubbleSort(s, 10); cout << "排序结果:"; print(s, 10); return 0; } ``` ### 优化方法一:增加标记提前结束排序 当一趟冒泡没有元素交换时,说明此时数组已经有序,可以提前结束排序。通过增加一个标记变量记录一趟冒泡中是否有元素交换操作。以下是优化后的代码: ```cpp template<typename T> void bubble_sort1(T *a, int len) { // 首先检查输入数据的合法性 if (a == NULL || len <= 1) { return; } T temp = 0; // 临时变量,用于进行数据交换 int flag = 0; // 标记变量,记录单趟排序是否有交换 // 确定排序趟数 for (int i = 0; i < len; ++i) { // 每趟排序之前置0 flag = 0; // 确定单趟的比较次数 for (int j = 0; j < len - i - 1; ++j) { // 当前比后面的值大,则冒泡到后面去 if (a[j] > a[j + 1]) { // 进行数据交换 temp = a[j]; a[j] = a[j + 1]; a[j + 1] = temp; flag = 1; // 记录交换 } } // 如果标记为0,说明这趟排序未交换,已经排好序,可提前结束 if (flag == 0) { break; } } } ```
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