写一个 冒泡排序算法

冒泡排序算法是一种简单的排序算法,通过重复地遍历要排序的数列,一次比较两个元素,如果他们的顺序错误就把他们交换过来。

算法流程:

  1. 从第一个元素开始,该元素可以认为已经被排序
  2. 取出下一个元素,在已经排序的元素序列中从后向前扫描
  3. 如果该元素(已排序)大于新元素,将该元素移到下一位置
  4. 重复步骤3,直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置
  5. 将新元素插入到该位置后
  6. 重复步骤2~5

代码示例

def bubble_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(n):
        for j 
<think>我们被要求提供冒泡排序算法的实现代码示例。根据引用[2]和引用[3],我们可以分别看到Java和Python的实现。由于用户没有指定语言,我们可以提供多种语言的实现,或者根据常见情况提供几种主流语言的实现。考虑到引用中提到了C#、Java和Python,我们可以提供这三种语言的冒泡排序实现。 同时,注意引用[3]中提供了优化后的冒泡排序(通过设置标志位来提前结束排序)。我们可以选择实现优化版本,因为它在最好情况下(已经有序)的时间复杂度为O(n)。 我们将按照以下步骤: 1. 分别用C#、Java和Python实现冒泡排序(优化版本)。 2. 对每种语言的实现给出简要说明。 注意:用户引用[1]是关于C#的,引用[2]是Java,引用[3]是Python。因此,我们参考这些引用来编代码。 由于用户要求“实现冒泡排序算法的代码示例”,我们直接提供代码。 开始: 1. C#实现(参考引用[1]的标题,但内容没有具体代码,我们按照标准实现): 2. Java实现(参考引用[2],但注意引用[2]的代码是非优化的,我们将其改为优化版本): 3. Python实现(参考引用[3]的优化版本,直接使用其代码)。 注意:引用[2]的Java代码没有优化,我们加入一个标志位来优化它。 下面分别给出:</think>### 冒泡排序算法实现 冒泡排序是一种基础的排序算法,其核心思想是通过重复比较相邻元素并交换位置,使较大元素逐渐"浮"到数组末端。以下是优化后的冒泡排序实现(包含提前终止机制): #### Python 实现 ```python def bubble_sort(arr): n = len(arr) for i in range(n): swapped = False # 交换标志位 for j in range(0, n - i - 1): if arr[j] > arr[j + 1]: arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j] # 交换相邻元素 swapped = True if not swapped: # 本轮无交换说明已有序 break return arr # 示例 arr = [29, 10, 14, 37, 13] print("排序前:", arr) print("排序后:", bubble_sort(arr)) # 输出: [10, 13, 14, 29, 37] ``` #### Java 实现 ```java public class BubbleSort { public static void bubbleSort(int[] arr) { int n = arr.length; boolean swapped; for (int i = 0; i < n - 1; i++) { swapped = false; for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) { if (arr[j] > arr[j + 1]) { // 交换元素 int temp = arr[j]; arr[j] = arr[j + 1]; arr[j + 1] = temp; swapped = true; } } if (!swapped) break; // 提前终止 } } } ``` #### C# 实现 ```csharp public void BubbleSort(int[] arr) { int n = arr.Length; bool swapped; for (int i = 0; i < n - 1; i++) { swapped = false; for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) { if (arr[j] > arr[j + 1]) { // 交换元素 int temp = arr[j]; arr[j] = arr[j + 1]; arr[j + 1] = temp; swapped = true; } } if (!swapped) break; // 已有序时提前退出 } } ``` ### 算法特性 1. **时间复杂度**: - 最坏情况(逆序数组):$O(n^2)$ - 最好情况(已有序):$O(n)$ - 平均情况:$O(n^2)$ 2. **空间复杂度**:$O(1)$(原地排序) 3. **稳定性**:稳定排序(相等元素不交换) 4. **优化点**:通过`swapped`标志检测无交换轮次提前终止,减少不必要的比较[^3]。 ### 核心步骤 1. **比较相邻元素**:从索引0开始比较相邻元素对 2. **交换位置**:若前元素大于后元素则交换 3. **缩小范围**:每轮排序后,末尾元素已有序,比较范围减1 4. **提前终止**:当某轮无交换发生时终止排序 > 冒泡排序在小型数据集或基本有序数据中表现良好,但在大规模数据中效率较低[^1]。
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