冒泡排序及优化

前面写完了那么多种排序算法，当然不能忘记我们排序的启蒙老师－冒泡排序，常规的冒泡排序最坏情况是Ｏ(n^2)，看起来贼菜，但经过层层优化的冒泡排序还是很牛批的，下面主要介绍冒泡排序和其优化的过程，感受一下什么叫做鸟枪换炮。

先贴出冒泡排序的代码：

void BubbleSort(int *arr,int sz)
{
    int i,j;
    for(i=0; i<sz-1; i++)
    {
        for(j=0; j<sz-i-1; j++)
        {
            if(arr[j]>arr[j+1])
            {
                int tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = tmp;
            }
        ｝
    }
}

以数组arr[] = ｛4,8,6,2,1,5,7,9,3｝为例进行排序：

冒泡排序已经搞定，这个时候老师发话了：

这个时候张三举手发言了:

张三是这样说的：＂上面的排序过程中，在第七趟的时候数组已经完全有序，而我们还是遍历了比较了它们，这做了很多无用功。在数组完全有序的时候，已经没有数据交换了，我们可以做一个标记，在已经有序的时候退出排序。＂

于是张三给出如下代码：

void BubbleSortPlus(int *arr,int sz)
{
    int i,j,flag;
    for(i=0; i<sz-1; i++)
    {
        flag = 1;
        for(j=0; j<sz-i-1; j++)
        {
            if(arr[j]>arr[j+1])
            {
                int tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = tmp;
                flag = 0;
            }           
        }
        if(flag)//没有交换的时候,falg==1,退出循环
            break;
    }
}

张三的优化得到了老师的表扬，但是老师又发话了：

于是李四举手发言了：

李四是这样说的：＂在上面的排序过程中，比较大的数逐渐向后聚集，所以数组后面已经冒出的数是有序的，而我们每趟排序都要对后面已经有序的部分进行遍历比较，又做了点无用功。细心的我发现，最后一次交换数据的位置正是有序部分的开始，我们可以做一个标记，不用去比较后面。＂

李四给出了如下代码：

void BubbleSort2Plus(int *arr,int sz)
{
    int i,j,k,flag,mark;
    k = sz-1;
    for(i=0; i<sz-1; i++)
    {
        flag = 1;
        for(j=0; j<k; j++)
        {
            if(arr[j]>arr[j+1])
            {
                int tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = tmp;
                flag = 0;
                mark = j;//记录最后交换数据的位置
            }           
        }
        if(flag)
            break;
        k = mark;
    }
}

李四的想法得到了老师的表扬，但是老师又发话了：

王五举手发言了：

王五是这样说的：＂在整个排序过程中，以最后一个数３为例，它在移到自己最终位置时需要比较很多趟，我们可以在从前向后遍历，即把大数向后冒的同时，增加从后向前遍历，把小数向前冒，这样效率会大大提升。＂
王五写出了下面代码：

void BubbleSort3Plus(int *arr,int sz)
{
    int i,j,k,n,tmp,flag,mark,m;
    k = sz-1;
    n = 0;
    for(i=0; i<sz-1; i++)
    {
        flag = 1;
        for(j=0; j<k; j++)//从前开始把大的数向后冒
        {
            if(arr[j]>arr[j+1])
            {
                tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = tmp;
                flag = 0;
                mark = j;
            }           
        }
        if(flag)//有序退出
            break;
        k = mark;

        flag = 1;
        for(j=k; j>n; j--)//绕过有序部分,从后开始把小的数向前冒
        {
            if(arr[j]<arr[j-1])
            {
                tmp = arr[j-1];
                arr[j-1] = arr[j];
                arr[j] = tmp;
                flag = 0;
            }
        }
        n++;
        if(flag)//有序退出
            break;  
    }
}

老师欣慰的点了点头 ,然后又说：

这个时候角落的赵六忍不住了：

去你妈的西瓜皮，没了！
于是老师罚赵六整理了全部代码：

#include<stdio.h>

void BubbleSort(int *arr,int sz)
{
    int i,j,k;
    for(i=0; i<sz-1; i++)
    {
        for(j=0; j<sz-i-1; j++)
        {
            if(arr[j]>arr[j+1])
            {
                int tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = tmp;
            }
        }
    }
}

void BubbleSortPlus(int *arr,int sz)
{
    int i,j,flag;
    for(i=0; i<sz-1; i++)
    {
        flag = 1;
        for(j=0; j<sz-i-1; j++)
        {
            if(arr[j]>arr[j+1])
            {
                int tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = tmp;
                flag = 0;
            }           
        }
        if(flag)
            break;
    }
}

void BubbleSort2Plus(int *arr,int sz)
{
    int i,j,k,flag,mark;
    k = sz-1;
    for(i=0; i<sz-1; i++)
    {
        flag = 1;
        for(j=0; j<k; j++)
        {
            if(arr[j]>arr[j+1])
            {
                int tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = tmp;
                flag = 0;
                mark = j;
            }           
        }
        if(flag)
            break;
        k = mark;
    }
}

void BubbleSort3Plus(int *arr,int sz)
{
    int i,j,k,n,tmp,flag,mark,m;
    k = sz-1;
    n = 0;
    for(i=0; i<sz-1; i++)
    {
        flag = 1;
        for(j=0; j<k; j++)
        {
            if(arr[j]>arr[j+1])
            {
                tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = tmp;
                flag = 0;
                mark = j;
            }           
        }
        if(flag)
            break;
        k = mark;

        flag = 1;
        for(j=k; j>n; j--)
        {
            if(arr[j]<arr[j-1])
            {
                tmp = arr[j-1];
                arr[j-1] = arr[j];
                arr[j] = tmp;
                flag = 0;
            }
        }
        n++;
        if(flag)
            break;
    }
}

int main()
{
    int i;
    int arr[] = {4,8,6,2,1,5,7,9,3};
    int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);

    BubbleSort3Plus(arr,sz);

    for(i=0; i<sz; i++)
        printf("%d ",arr[i]);
    return 0;
}