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冒泡排序法总结(学习笔记-详解冒泡排序)

冒泡排序法总结(学习笔记-详解冒泡排序)原始算法4. 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤,直到没有任何一对数字需要比较。1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。2. 对每一对相邻元素做同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点,最后的元素应该会是最大的数。3. 针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。

本文目的

上一章节已经详细的向大家介绍过排序的相关概念学习笔记-排序简单介绍,本文旨在为大家详细的介绍冒泡排序

冒泡排序

冒泡排序(Bubble Sort),是一种较简单的排序算法,是一种交换类排序。它重复地走访过要排序的元素列,依次比较两个相邻的元素,如果顺序(如从大到小、首字母从从Z到A)错误就把他们交换过来。走访元素的工作是重复地进行直到没有相邻元素需要交换,也就是说该元素列已经排序完成。

这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢"浮"到数列的顶端(升序或降序排列),就如同碳酸饮料中二氧化碳的气泡最终会上浮到顶端一样,故名"冒泡排序"。

算法原理

冒泡排序算法的原理如下:

1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。

2. 对每一对相邻元素做同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点,最后的元素应该会是最大的数。

3. 针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。

4. 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤,直到没有任何一对数字需要比较。

冒泡排序法总结(学习笔记-详解冒泡排序)(1)

具体实例

原始算法

冒泡排序法总结(学习笔记-详解冒泡排序)(2)

下面以第一轮排序叙述一下

冒泡排序法总结(学习笔记-详解冒泡排序)(3)

改进算法

在上述例子中,我们已经发现了,第五轮排序结束后,序列已然有序,那么就不需要再排序了。具体实现为,在算法中添加标记位,当交换次数为0时,说明算法已然有序,可以结束算法。具体过程如下:

冒泡排序法总结(学习笔记-详解冒泡排序)(4)

算法实现

#include <stdio.h> #define elemType int /*元素类型*/ void Print (elemType arr[] int len){ int i; for (i=0; i<9; i ){ printf ("%d\t" arr[i]); } printf("\n"); } void Sort (elemType arr[] int len) { elemType temp; int i j flag;//flag为标记位 for (i=0; i<len-1; i ) {// 外循环为排序趟数,len个数进行len-1趟 flag=0; for (j=0; j<len-1-i; j ) { // 内循环为每趟比较的次数,第i趟比较len-i次 if (arr[j] > arr[j 1]) { // 相邻元素比较,若逆序则交换(升序为左大于右,降序反之) temp = arr[j]; arr[j] = arr[j 1]; arr[j 1] = temp; flag=1; //存在交换 } } if (flag==0){//对标记位判断 printf("当前序列已经有序,结束排序。\n"); break; } else{ printf("第%d轮排序后结果如下:\n" i 1); Print (arr 9); } } } int main() { int i; elemType arr[9] = {94 19 29 9 11 1 14 13 29}; printf("待排序的序列为:\n"); Print(arr 9); printf("\n\n"); Sort (arr 9); printf("\n\n"); printf("排好序的结果如下:\n"); Print(arr 9); }

冒泡排序法总结(学习笔记-详解冒泡排序)(5)

算法分析

时间复杂度

若文件的初始状态是正序的,一趟扫描即可完成排序。所需的关键字比较次数C和记录移动次数M均达到最小值:Cmin=n-1,Mmin=0。

所以,冒泡排序最好的时间复杂度为O(n)。  

若初始文件是反序的,需要进行n-1趟排序。每趟排序要进行n-i次关键字的比较(1≤i≤n-1),且每次比较都必须移动记录三次来达到交换记录位置。在这种情况下,比较和移动次数均达到最大值:

冒泡排序法总结(学习笔记-详解冒泡排序)(6)

冒泡排序的最坏时间复杂度为O(n²)。

综上,因此冒泡排序总的平均时间复杂度为O(n²)。。

空间复杂度

由于冒泡排序整个过程中,只有交换的时候需要一个单位的辅助空间,所以冒泡排序的空间复杂度为O(1)。

排序稳定性

冒泡排序就是把小的元素往前调或者把大的元素往后调。比较是相邻的两个元素比较,交换也发生在这两个元素之间。所以,如果两个元素相等,是不会再交换的;如果两个相等的元素没有相邻,那么即使通过前面的两两交换把两个相邻起来,这时候也不会交换,所以相同元素的前后顺序并没有改变,所以冒泡排序是一种稳定排序算法。

本文的初衷为学习笔记的分享,部分图文来源于网络,如侵,联删。



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