冒泡排序(Bubble Sort)一种交换排序,它的基本思想是:两两比较相邻记录的关键字,如果反序则交换,直到没有反序的记录为止。
先声明一个用于排序用的顺序表结构
#define MAXSIZE 10 /* 用于要排序数组个数最大值 */
typedf struct
{
int r[MAXSIZE]; /* 用于存储要排序数组 */
int length; /* 用于记录顺序表的长度 */
}SqList;
另外,由于排序最常用到的操作是数组元素的交换,我们将它写成函数
void swap(SqList *L, int i, int j)
{
int temp = 0;
temp = L->r[i];
L->r[i] = L->r[j];
L->r[j] = temp;
}
/* 对顺序表L作交换排序 */
void BubbleSort0(SqList *L)
{
int i,j;
for(i=0; i<L->length; i++)
{
for(j=i+1; j<=L->length; j++)
{
if(L->r[i] > L->r[j])
{
swap(L,i,j); /* 交换L->r[i]与L->r[j]的值*/
}
}
}
}
这段代码严格意义上说,不算是标准的冒泡排序算法,因为它不满足“两两比较相邻记录”的冒泡排序思想,它更应该是最简单的交换排序而已。它的思路就是让每一个关键字,都和它后面的每一个关键字比较,如果大则交换,这样第一位置的关键字在一次循环后一定变成最小值。后面的数字依次类推。
修改后的冒泡算法
/* 对顺序表L作冒泡排序 */
void BubbleSort(SqList *L)
{
int i,j;
for(i=0; i<L->length; i++)
{
for(j=L->length-1; j>=i; j--) //j从后向前循环
{
if(L->r[j]>L->r[j+1])
{
swap(L, j, j+1);
}
}
}
}
上面的冒泡还可以优化,当带排序的序列是{2,1,3,4,5,6,7,8,9},除了第一和第二的关键字需要交换外,别的都是正常的顺序。当i=0时,交换了2和1,此时序列已经有序,但是算法仍然将i=1到8以及每个循环中的j循环都执行了一遍,尽管没有数据交换,但是之后大量的比较还是多余。
当i=1时,我们已经对9与8,8与7,...,3与2作了比较,没有任何数据交换,这就说明此序列已经有序·,不需要再继续后面的循环判断工作。为了实现这个想法,我们需要改进一下代码,增加一个标记变量flag来实现这一算法的改进。
/* 对顺序表L作改进冒泡算法 */
void BubbleSort2(SqList *L)
{
int i,j;
int flag=1;
for(i=0; (i<L->length)&&flag; i++)
{
flag=0; //初始化为0
for(j=L->length-1; j>=i; j--)
{
if(L->r[j]>L->[j+1])
{
swap(L,j,j+1);
flag=1; //如果有数据交换,则flag为1
}
}
}
}
分析一下冒泡时间复杂度。当最好的情况,也就是要排序的表本身就是有序的,根据最后改进的代码,可以推断出就是n-1次的比较,没有数据交换,时间复杂度为O{n}。当最坏的情况,即待排序表是反序,此时需要比较n(n-1)/2次。因此,总的时间复杂度为O{n2}。