图解"数据结构--内部排序算法"----交换排序：冒泡排序、快速排序

一、交换排序的基本思想

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。

二、交换排序分类

本文介绍两种交换排序方法：冒泡排序、快速排序

2.1 冒泡排序

2.1.1 冒泡排序基本思想

每次遍历完序列都把最大(小)的元素放在最前面,然后再对剩下的序列重复前面的一个过程,每次遍历完之后待排序序列就少一个元素,当待排序序列减小为只有一个元素的时候排序就结束了.因此,复杂度在最坏的情况下是O(N ^2).

2.1.2 冒泡排序实现过程

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
，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： 1.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；

2.扫描仍是从无序区底部向上直至该区顶部；

3.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。

2.1.3 举例说明"冒泡排序的排序过程"

待排序的记录数组(23,34,5,7,56)，设想待排序数组垂直竖立。






待排序数组（6,8，5，7，4）完整的排序过程



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2.2 快速排序

2.2.1快速排序算法的基本思想

每一趟排序中找一个点pivot，将表分割成独立的两部分，其中一部分的所有Record都比pivot小，另一部分比pivot大，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序。

快速排序采用了分治法的思想。

2.2.2 分治法的基本思想

将问题分解为若干个规模更小但结构与原问题相似的子问题；递归地解这些子问题，然后将这些子问题的解组合为原问题的解。

2.2.3 举例说明"快速排序的排序过程"

待排序数组(49,38,5,34,54,3,23)






待排序数组(49,38,65,34,97，76，13，27，49),第1趟完整的快速排序过程





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