十大排序算法（三）冒泡排序及其三种优化

前言：冒泡排序是c语言中学的最早的排序， 其核心是两个元素之间进行比较，找出较大（小），一轮下来找出最大（小）；

 

1核心算法：（升序）

内循环中相邻两个元素比较， 交换出较大的元素；

每一次循环找出最大的元素；

2代码核心：

外循环 需要n-1次比较；

内循环需要n-1次比较；

如果前者比后者小，则交换；

3时间复杂度：

最好O(n),平均O(n^2),最差 O(n^2)；

 

4代码

void Swap(int arr[] ,int i, int j)
{
	int tmp = arr[i];
	arr[i] = arr[j];
	arr[j] = tmp;
}
void Bubble_Sort(int  arr[], int length)
{
	if (arr == nullptr || length < 2)
	{
		return;
	}
	for (int i = 0; i < length - 1; i++)
	{
		for (int j = 0; j < length - 1-i; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				Swap(arr, j, j + 1);
			}
		}
	}
}

优化1：如果没有发生交换，则表明数组已经有序了，无需进行交换；

void Bubble_Sort1(int  arr[], int length)
{
	if (arr == nullptr || length < 2)
	{
		return;
	}

	for (int i = 0; i < length - 1; i++)
	{
		int flag = 0;
		for (int j = 0; j < length - 1 -i ; j++)
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				Swap(arr ,j, j+1);
				flag = 1;//加入标记
			}
		if (flag == 0)//如果没有发生交换，则表明数组已经有序了，无需进行交换
			break;
	}
}

优化2 从pos进行下一次排序；

void Bubble_Sort2(int  arr[], int length)
{
	if (arr == nullptr || length < 2)
	{
		return;
	}
	int k = length - 1;
	for (int i = 0; i < k; i++)
	{
		int pos = 0;//记录最后一次交换位置；
		int flag = 0;
		for (int j = 0; j < k; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				Swap(arr, j, j + 1);
				pos = j;//交换元素 ，记录最后一次交换的位置
				flag == 1;
			}
		}
		if (flag == 0) break;
		k = pos;//下一次比较到记录位置即可
	}
}

优化三：从左到右进行冒泡，从右到左进行冒泡；

void Bubble_Sort3(int  arr[], int length)
{
	if (arr == nullptr || length < 2)
	{
		return;
	}
	int flag = 0;
	for (int i = 1; flag != 0; i++)
	{
		flag = 0;
		for (int j = length - i; j >= i; j--)//从右到左冒泡排序
		{
			if (arr[j] < arr[j - 1])
			{
				Swap(arr, j, j - 1);
				flag = 1;
			}
		}
		for (int j = i + 1; j <= length - i; j++)//从左到右进行冒泡排序
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				Swap(arr, j, j + 1);
				flag = 1;
			}
		}
	}
}

测试结果: