排序算法是《数据结构与算法》中最基本的算法之一。排序算法可以分为内部排序和外部排序,内部排序是数据记录在内存中进行排序,而外部排序是因排序的数据很大,一次不能容纳全部的排序记录,在排序过程中需要访问外存。常见的内部排序算法有:插入排序、希尔排序、选择排序、冒泡排序、归并排序、快速排序、堆排序、基数排序等。以下是冒泡排序算法:
冒泡排序(Bubble Sort)也是一种简单直观的排序算法。它重复地走访过要排序的数列,一次比较两个元素,如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。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。
作为最简单的排序算法之一,冒泡排序给我的感觉就像 Abandon 在单词书里出现的感觉一样,每次都在第一页第一位,所以最熟悉。冒泡排序还有一种优化算法,就是立一个 flag,当在一趟序列遍历中元素没有发生交换,则证明该序列已经有序。但这种改进对于提升性能来
说并没有什么太大作用。
1. 算法步骤
比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。
对每一对相邻元素作同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对。这步做完后,最后的元素会是最大的数。
针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。
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。
2. 动图演示
3. 什么时候最快
当输入的数据已经是正序时(都已经是正序了,我还要你冒泡排序有何用啊)。
4. 什么时候最慢
当输入的数据是反序时(写一个 for 循环反序输出数据不就行了,干嘛要用你冒泡排序呢,我是闲的吗)。
5. JavaScript 代码实现
实例
function bubbleSort(arr) {
var len = arr.length;
for (var i = 0; i < len - 1; i++) {
for (var j = 0; j < len - 1 - i; j++) {
if (arr[j] > arr[j+1]) { // 相邻元素两两对比
var temp = arr[j+1]; // 元素交换
arr[j+1] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
}
}
return arr;
}
6. Python 代码实现
实例
def bubbleSort(arr):
for i in range(1, len(arr)):
for j in range(0, len(arr)-i):
if arr[j] > arr[j+1]:
arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]
return arr
7. Go 代码实现
实例
func bubbleSort(arr []int) []int {
length := len(arr)
for i := 0; i < length; i++ {
for j := 0; j < length-1-i; j++ {
if arr[j] > arr[j+1] {
arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j]
}
}
}
return arr
}
8. Java 代码实现
实例
public class BubbleSort implements IArraySort {
@Override
public int[] sort(int[] sourceArray) throws Exception {
// 对 arr 进行拷贝,不改变参数内容
int[] arr = Arrays.copyOf(sourceArray, sourceArray.length);
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
// 设定一个标记,若为true,则表示此次循环没有进行交换,也就是待排序列已经有序,排序已经完成。
boolean flag = true;
for (int j = 0; j < arr.length - i; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
int tmp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = tmp;
flag = false;
}
}
if (flag) {
break;
}
}
return arr;
}
}
9. PHP 代码实现
实例
function bubbleSort($arr)
{
$len = count($arr);
for ($i = 0; $i < $len - 1; $i++) {
for ($j = 0; $j < $len - 1 - $i; $j++) {
if ($arr[$j] > $arr[$j+1]) {
$tmp = $arr[$j];
$arr[$j] = $arr[$j+1];
$arr[$j+1] = $tmp;
}
}
}
return $arr;
}
10. C 语言
实例
#include
void bubble_sort(int arr[], int len) {
int i, j, temp;
for (i = 0; i < len - 1; i++)
for (j = 0; j < len - 1 - i; j++)
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
int main() {
int arr[] = { 22, 34, 3, 32, 82, 55, 89, 50, 37, 5, 64, 35, 9, 70 };
int len = (int) sizeof(arr) / sizeof(*arr);
bubble_sort(arr, len);
int i;
for (i = 0; i < len; i++)
printf("%d ", arr[i]);
return 0;
}
11. C++ 语言
实例
#include
using namespace std;
template<typename T> //整数或浮点数皆可使用,若要使用类(class)或结构体(struct)时必须重载大于(>)运算符
void bubble_sort(T arr[], int len) {
int i, j;
for (i = 0; i < len - 1; i++)
for (j = 0; j < len - 1 - i; j++)
if (arr[j] > arr[j + 1])
swap(arr[j], arr[j + 1]);
}
int main() {
int arr[] = { 61, 17, 29, 22, 34, 60, 72, 21, 50, 1, 62 };
int len = (int) sizeof(arr) / sizeof(*arr);
bubble_sort(arr, len);
for (int i = 0; i < len; i++)
cout << arr[i] << ' ';
cout << endl;
float arrf[] = { 17.5, 19.1, 0.6, 1.9, 10.5, 12.4, 3.8, 19.7, 1.5, 25.4, 28.6, 4.4, 23.8, 5.4 };
len = (float) sizeof(arrf) / sizeof(*arrf);
bubble_sort(arrf, len);
for (int i = 0; i < len; i++)
cout << arrf[i] << ' '<<endl;
return 0;
}
12. C#
实例
static void BubbleSort(int[] intArray) {
int temp = 0;
bool swapped;
for (int i = 0; i < intArray.Length; i++)
{
swapped = false;
for (int j = 0; j < intArray.Length - 1 - i; j++)
if (intArray[j] > intArray[j + 1])
{
temp = intArray[j];
intArray[j] = intArray[j + 1];
intArray[j + 1] = temp;
if (!swapped)
swapped = true;
}
if (!swapped)
return;
}
}
13. Ruby
实例
class Array
def bubble_sort!
for i in 0...(size - 1)
for j in 0...(size - i - 1)
self[j], self[j + 1] = self[j + 1], self[j] if self[j] > self[j + 1]
end
end
self
end
end
puts [22, 34, 3, 32, 82, 55, 89, 50, 37, 5, 64, 35, 9, 70].bubble_sort!
14. Swift
实例
import Foundation
func bubbleSort
(arr
: inout
[Int
]) { for i
in 0..
- 1 {
for j in 0..- 1 - i {
if arr[j] > arr[j+1] {
arr.swapAt(j, j+1)
}
}
}
}
// 测试调用
func testSort () {
// 生成随机数数组进行排序操作
var list:[Int] = []
for _ in 0...99 {
list.append(Int(arc4random_uniform(100)))
}
print("(list)")
bubbleSort(arr:&list)
print("(list)")
}
原文地址:https://github.com/hustcc/JS-Sorting-Algorithm/blob/master/1.bubbleSort.md
参考地址:https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%86%92%E6%B3%A1%E6%8E%92%E5%BA%8F
以下是热心网友对冒泡排序算法的补充,仅供参考:
热心网友提供的补充1:
改进版冒泡排序
- 冒泡排序第1次遍历后会将最大值放到最右边,这个最大值也是全局最大值。
- 标准冒泡排序的每一次遍历都会比较全部的元素,虽然最右侧的值已经是最大值了。
- 改进之后,每次遍历后的最大值,次大值,等等会固定在右侧,避免了重复比较。
Python 实现:
def bubbleSort(arr):
for i in range(len(arr) - 1, 0, -1): # 反向遍历
for j in range(0, i): # 由于最右侧的值已经有序,不再比较,每次都减少遍历次数
if arr[j] > arr[j + 1]:
arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]
return arr
Go 实现:
func bubbleSort(arr []int) []int {
for i := len(arr) - 1; i > 0;i-- { // 反向遍历
for j := 0; j < i; j++ {
if arr[j] > arr[j + 1]{
arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]
}
}
}
return arr
}
热心网友提供的补充2:
啦~~~只是多了一个哪里已经有序的下表而已呀~~~性能提升了不少呢~~~
def bubble_sort(list):
k = len(list) - 1
pos = 0
for i in range(len(list) - 1):
flag = False
for j in range(k):
if list[j] > list[j + 1]:
tmp = list[j]
list[j] = list[j + 1]
list[j + 1] = tmp
flag = True
pos = j
k = pos
if flag == False:
break
return list
import threading
from random import *
from time import *
class Thread(threading.Thread):
def __init__(self,f):
threading.Thread.__init__(self)
self.input = None
self.returnval = None
self.f = f
def run(self):
if self.input != None:
self.returnval = self.f(self.input)
else:
self.returnval = self.f()
再来开个多线程~~~顺便加个条件才开多线程~~~性能提升的不是一点点呢~~~
以上为冒泡排序算法详细介绍,插入排序、希尔排序、选择排序、冒泡排序、归并排序、快速排序、堆排序、基数排序等排序算法各有优缺点,用一张图概括:
关于时间复杂度
平方阶 (O(n2)) 排序 各类简单排序:直接插入、直接选择和冒泡排序。
线性对数阶 (O(nlog2n)) 排序 快速排序、堆排序和归并排序;
O(n1+§)) 排序,§ 是介于 0 和 1 之间的常数。 希尔排序
线性阶 (O(n)) 排序 基数排序,此外还有桶、箱排序。
关于稳定性
稳定的排序算法:冒泡排序、插入排序、归并排序和基数排序。
不是稳定的排序算法:选择排序、快速排序、希尔排序、堆排序。
名词解释:
n:数据规模
k:"桶"的个数
In-place:占用常数内存,不占用额外内存
Out-place:占用额外内存
稳定性:排序后 2 个相等键值的顺序和排序之前它们的顺序相同