经典排序算法 - 冒泡排序

概述

冒泡排序的基本思想是，对相邻的元素进行两两比较，顺序相反则进行交换，这样，每一趟会将最小或最大的元素“浮”到顶端，最终达到完全有序。

特点：如果N个元素按照从小到大排序，每一轮(i)排序后，最大的元素会放到最后，后续新一轮只需要前N-i个元素互相比较。

题目：给出无需数组 [4,3,1,2]，要求按照从小到大使用冒泡排序法排序。

输出样例：

1
2
3
4

排序过程：

1) 第1趟排序：

3,4,1,2
3,1,4,2
3,1,2,4

最大的元素拍到最后，后续无需拿出比较。

2) 第2趟排序：

1,3,2,4
1,2,3,4

3也冒泡到倒数第二的位置了。

3) 第3趟排序：

1,2,3,4

至此冒泡排序结束，共进行6次。

C语言实现

#include<stdio.h>

#define MAX 4
void bubble_sort(int *, int);
void bubble_sort2(int *, int);//优化的冒泡排序

int main(){

int arr[MAX] = {4,3,1,2};
bubble_sort2(arr, MAX);

int i;
for(i =0; i< MAX; i++){
printf("%d\n", arr[i]);
}

return 0;
}

void bubble_sort(int *arr, int n){
int i,j,temp;
int c=0; //计数用，可忽略
for(i=0; i< n; i++){
for(j=1; j< n-i; j++){//新一轮只需要比较到n-i 位置即可
if(arr[j-1] > arr[j]){
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j-1];
arr[j-1] = temp;
}
c++;
}
}
printf("共排序%d次\n", c);
}

/**
* 优化的冒泡排序
*/
void bubble_sort2(int *arr, int n){
int i,j,temp;
int c=0;
int flag = 1;//默认是需要进行新一轮冒泡的
for(i=0; i< n && flag; i++){
flag = 0;//假设后续不需要进行新一轮冒泡
for(j=1; j< n-i; j++){//新一轮只需要比较到n-i 位置即可
if(arr[j-1] > arr[j]){
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j-1];
arr[j-1] = temp;
flag = 1;//由于存在元素交换，说明元素并未排序完成，准备新一轮冒泡
}
c++;
}
}
printf("共排序%d次\n", c);
}

示例代码里提供了优化的冒泡排序。例如当数组是[1,2,3,4]时，只需要冒泡一趟，执行3次就行了；普通冒泡还会执行6次。

C++

#include<iostream>

using namespace std;

#define MAX 4
void bubble_sort(int *, int);
int main(){
int arr[MAX] = {4,3,1,2};

bubble_sort(arr, MAX);

int i;
for(i =0; i< MAX; i++){
printf("%d\n", arr[i]);
}

return 0;
}

void bubble_sort(int *arr, int n){
int i,j,temp;
int c=0;
int flag = 1;
for(i=0; i< n && flag; i++){
flag = 0;
for(j=1; j< n-i; j++){
if(arr[j-1] > arr[j]){
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j-1];
arr[j-1] = temp;
flag = 1;
}
c++;
}
}
cout << "共排序" << c << "次\n";
}

PHP实现

$arr = [4,3,1,2];

function bubble_sort(&$arr){
$len = count($arr);
for($i=0; $i<$len; $i++){
for($j=1; $j<$len-$i ; $j++){
//从小到大
if($arr[$j] < $arr[$j-1]){
$tmp = $arr[$j];
$arr[$j] = $arr[$j-1];
$arr[$j-1] = $tmp;
}
}
}
}

function bubble_sort2($arr){
$len = count($arr);
$flag = 1;
for($i=0; $i<$len && $flag; $i++){
$flag = 0;
for($j=1; $j<$len-$i ; $j++){
//从小到大
if($arr[$j] < $arr[$j-1]){
$tmp = $arr[$j];
$arr[$j] = $arr[$j-1];
$arr[$j-1] = $tmp;
$flag=1;
}
}
}
return $arr;
}

bubble_sort($arr);
print_r($arr);

运行：

php -f main.php

Go实现

package main

import "fmt"

func main(){

var arr = []int{4,3,1,2};//注意这里不是array,是slice切片。切片属于引用类型

bubble_sort(arr);

printArr(arr);
}

func bubble_sort(arr []int){
var i,j int;
//var temp int;
n := len(arr);
flag := 1;

for i=0;i<n && flag == 1;i++ {
flag = 0;
for j=1;j<n-i;j++ {
if arr[j-1] >= arr[j]{//swap
//temp = arr[j-1];
//arr[j-1] = arr[j];
//arr[j] = temp;
arr[j-1],arr[j] = arr[j],arr[j-1];
flag = 1;
}
}
}
}

func printArr(arr []int){
var i int;

for i=0;i<len(arr);i++ {
fmt.Println(arr[i]);
}
}

运行：

go run main.go

JavaScript

var arr = [4,3,1,2];

function bubble_sort(arr){
var len = arr.length;
var flag = 1;
for(var i=0; i<len && flag; i++){
flag = 0;
for(var j=1; j<len-i ; j++){
//从小到大
if(arr[j] < arr[j-1]){
tmp = arr[j];
arr[j] = arr[j-1];
arr[j-1] = tmp;
flag=1;
}
}
}
return arr;
}

arr = bubble_sort(arr);
console.log(arr);

Java实现

public class BubbleSort{

public static void main(String[] args){
int[] arr = {4,3,1,2};
sort(arr);

for(int i=0; i<arr.length; i++){
System.out.println(arr[i]);
}
}

public static void sort(int[] arr){
int len = arr.length;
int temp;
int flag = 1;
for(int i=0; i<len && flag==1; i++){
flag = 0;
for(int j=1;j<len-i; j++){
if(arr[j-1] > arr[j]){
temp = arr[j-1];
arr[j-1] = arr[j];
arr[j] = temp;
flag = 1;
}
}
}
}
}

运行：

$ javac BubbleSort.java
$ java BubbleSort
1
2
3
4

Python3实现

#!/usr/bin/python3

def bubble_sort(arr):
n = len(arr)
flag = 1

i=0
while i < n :
flag = 0
j=1
while j < n-i:
if arr[j-1] >= arr[j]:
temp = arr[j-1]
arr[j-1] = arr[j]
arr[j] = temp
flag = 1
j = j+1
i = i+1

arr = [4,3,1,2]
bubble_sort(arr)
for x in arr:
print(x)

运行：

python main.py