交换排序的基本思想是:两两比较待排序记录的关键字,发现两个记录的次序相反时即进行交换,直到没有反序的记录为止。
应用交换排序基本思想的主要排序方法有:冒泡排序和快速排序。
冒泡排序
1、排序方法
将被排序的记录数组R[1..n]垂直排列,每个记录R[i]看作是重量为R[i].key的气泡。根据轻气泡不能在重气泡之下的原则,从下往上扫描数 组R:凡扫描到违反本原则的轻气泡,就使其向上"飘浮"。如此反复进行,直到最后任何两个气泡都是轻者在上,重者在下为止。
(1)初始
R[1..n]为无序区。
(2)第一趟扫描
从无序区底部向上依次比较相邻的两个气泡的重量,若发现轻者在下、重者在上,则交换二者的位置。即依次比较(R[n],R[n-1]),(R[n-1], R[n-2]),…,(R[2],R[1]);对于每对气泡(R[j+1],R[j]),若R[j+1].key<R[j].key,则交换R[j +1]和R[j]的内容。
第一趟扫描完毕时,"最轻"的气泡就飘浮到该区间的顶部,即关键字最小的记录被放在最高位置R[1]上。
(3)第二趟扫描
扫描R[2..n]。扫描完毕时,"次轻"的气泡飘浮到R[2]的位置上……
最后,经过n-1 趟扫描可得到有序区R[1..n]
注意:
第i趟扫描时,R[1..i-1]和R[i..n]分别为当前的有序区和无序区。扫描仍是从无序区底部向上直至该区顶部。扫描完毕时,该区中最轻气泡飘浮到顶部位置R[i]上,结果是R[1..i]变为新的有序区。
2、冒泡排序过程示例
对关键字序列为49 38 65 97 76 13 27 49的文件进行冒泡排序的过程【参见动画演示】
3、排序算法
(1)分析
因为每一趟排序都使有序区增加了一个气泡,在经过n-1趟排序之后,有序区中就有n-1个气泡,而无序区中气泡的重量总是大于等于有序区中气泡的重量,所以整个冒泡排序过程至多需要进行n-1趟排序。
若在某一趟排序中未发现气泡位置的交换,则说明待排序的无序区中所有气泡均满足轻者在上,重者在下的原则,因此,冒泡排序过程可在此趟排序后终止。为 此,在下面给出的算法中,引入一个布尔量exchange,在每趟排序开始前,先将其置为FALSE。若排序过程中发生了交换,则将其置为TRUE。各趟 排序结束时检查exchange,若未曾发生过交换则终止算法,不再进行下一趟排序。
(2)具体算法
应用交换排序基本思想的主要排序方法有:冒泡排序和快速排序。
冒泡排序
1、排序方法
将被排序的记录数组R[1..n]垂直排列,每个记录R[i]看作是重量为R[i].key的气泡。根据轻气泡不能在重气泡之下的原则,从下往上扫描数 组R:凡扫描到违反本原则的轻气泡,就使其向上"飘浮"。如此反复进行,直到最后任何两个气泡都是轻者在上,重者在下为止。
(1)初始
R[1..n]为无序区。
(2)第一趟扫描
从无序区底部向上依次比较相邻的两个气泡的重量,若发现轻者在下、重者在上,则交换二者的位置。即依次比较(R[n],R[n-1]),(R[n-1], R[n-2]),…,(R[2],R[1]);对于每对气泡(R[j+1],R[j]),若R[j+1].key<R[j].key,则交换R[j +1]和R[j]的内容。
第一趟扫描完毕时,"最轻"的气泡就飘浮到该区间的顶部,即关键字最小的记录被放在最高位置R[1]上。
(3)第二趟扫描
扫描R[2..n]。扫描完毕时,"次轻"的气泡飘浮到R[2]的位置上……
最后,经过n-1 趟扫描可得到有序区R[1..n]
注意:
第i趟扫描时,R[1..i-1]和R[i..n]分别为当前的有序区和无序区。扫描仍是从无序区底部向上直至该区顶部。扫描完毕时,该区中最轻气泡飘浮到顶部位置R[i]上,结果是R[1..i]变为新的有序区。
2、冒泡排序过程示例
对关键字序列为49 38 65 97 76 13 27 49的文件进行冒泡排序的过程【参见动画演示】
3、排序算法
(1)分析
因为每一趟排序都使有序区增加了一个气泡,在经过n-1趟排序之后,有序区中就有n-1个气泡,而无序区中气泡的重量总是大于等于有序区中气泡的重量,所以整个冒泡排序过程至多需要进行n-1趟排序。
若在某一趟排序中未发现气泡位置的交换,则说明待排序的无序区中所有气泡均满足轻者在上,重者在下的原则,因此,冒泡排序过程可在此趟排序后终止。为 此,在下面给出的算法中,引入一个布尔量exchange,在每趟排序开始前,先将其置为FALSE。若排序过程中发生了交换,则将其置为TRUE。各趟 排序结束时检查exchange,若未曾发生过交换则终止算法,不再进行下一趟排序。
(2)具体算法
<!--<br /> <br /> Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br /> http://www.CodeHighlighter.com/<br /> <br /> -->
void
BubbleSort(SeqList R)
{ // R(l..n)是待排序的文件,采用自下向上扫描,对R做冒泡排序
int i,j;
Boolean exchange; // 交换标志
for (i = 1 ;i < n;i ++ ){ // 最多做n-1趟排序
exchange = FALSE; // 本趟排序开始前,交换标志应为假
for (j = n - 1 ;j >= i;j -- ) // 对当前无序区R[i..n]自下向上扫描
if (R[j + 1 ].key < R[j].key){ // 交换记录
R[ 0 ] = R[j + 1 ]; // R[0]不是哨兵,仅做暂存单元
R[j + 1 ] = R[j];
R[j] = R[ 0 ];
exchange = TRUE; // 发生了交换,故将交换标志置为真
}
if ( ! exchange) // 本趟排序未发生交换,提前终止算法
return ;
} // endfor(外循环)
} // BubbleSort
(4)Java版冒泡排序源码:{ // R(l..n)是待排序的文件,采用自下向上扫描,对R做冒泡排序
int i,j;
Boolean exchange; // 交换标志
for (i = 1 ;i < n;i ++ ){ // 最多做n-1趟排序
exchange = FALSE; // 本趟排序开始前,交换标志应为假
for (j = n - 1 ;j >= i;j -- ) // 对当前无序区R[i..n]自下向上扫描
if (R[j + 1 ].key < R[j].key){ // 交换记录
R[ 0 ] = R[j + 1 ]; // R[0]不是哨兵,仅做暂存单元
R[j + 1 ] = R[j];
R[j] = R[ 0 ];
exchange = TRUE; // 发生了交换,故将交换标志置为真
}
if ( ! exchange) // 本趟排序未发生交换,提前终止算法
return ;
} // endfor(外循环)
} // BubbleSort
<!--<br /> <br /> Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br /> http://www.CodeHighlighter.com/<br /> <br /> -->
/**
*
* @author supercrsky
*
*/
public class BubbleSort
{
static int [] swap( int [] arr)
{
for ( int i = 0 ; i < arr.length; i ++ )
{
// 切记,每次都要从第一个开始比。最后的不用再比。
for ( int j = 0 ; j < arr.length - i - 1 ; j ++ )
{
// 比较相邻的两个数,如果后面的数小就交换
if (arr[j] > arr[j + 1 ])
{
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1 ];
arr[j + 1 ] = temp;
}
}
}
return arr;
}
static void print( int [] arr)
{
for ( int i = 0 ; i < arr.length; i ++ )
{
System.out.println(arr[i]);
}
}
public static void main(String[] args)
{
int arr[] = { 8 , 2 , 1 , 0 , 4 , 11 , 20 , 80 , 99 , 70 , 33 };
print(swap(arr));
}
}
*
* @author supercrsky
*
*/
public class BubbleSort
{
static int [] swap( int [] arr)
{
for ( int i = 0 ; i < arr.length; i ++ )
{
// 切记,每次都要从第一个开始比。最后的不用再比。
for ( int j = 0 ; j < arr.length - i - 1 ; j ++ )
{
// 比较相邻的两个数,如果后面的数小就交换
if (arr[j] > arr[j + 1 ])
{
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1 ];
arr[j + 1 ] = temp;
}
}
}
return arr;
}
static void print( int [] arr)
{
for ( int i = 0 ; i < arr.length; i ++ )
{
System.out.println(arr[i]);
}
}
public static void main(String[] args)
{
int arr[] = { 8 , 2 , 1 , 0 , 4 , 11 , 20 , 80 , 99 , 70 , 33 };
print(swap(arr));
}
}
