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排序算法分析【四】:冒泡排序(附Python&C++代码)

时间:2014-08-20 16:27:12      阅读:261      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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基本原理

冒泡排序Bubble Sort,台湾另外一种译名为:泡沫排序)是一种简单的排序算法。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。

这样说还不是很明白,先看张图:

bubuko.com,布布扣

算法步骤:

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;

3)针对所有的元素重复以上的步骤,除了已经排好序的;

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。

总结:

也就是说最大的放最后,剩下的元素里最大的放倒数第二个,剩下的元素里放在倒数第三个。。。直到没有无序的序列。

也就是说我睡了一觉写的插入排序就是冒泡排序,so。。。人人都可以写算法,算法没那么神奇,也就是解决问题的方法,初学编程那时候被老师讲的吓尿了!看来,启蒙老师很重要!

算法复杂度

冒泡排序对bubuko.com,布布扣个项目需要O(bubuko.com,布布扣)的比较次数,且可以原地排序。尽管这个算法是最简单了解和实作的排序算法之一,但它对于少数元素之外的数列排序是很没有效率的。

冒泡排序是与插入排序拥有相等的运行时间,但是两种法在需要的交换次数却很大地不同。在最好的情况,冒泡排序需要bubuko.com,布布扣次交换,而插入排序只要最多bubuko.com,布布扣交换。冒泡排序的实现(类似下面)通常会对已经排序好的数列拙劣地运行(bubuko.com,布布扣),而插入排序在这个例子只需要bubuko.com,布布扣个运算。因此很多现代的算法教科书避免使用冒泡排序,而用插入排序取代之。冒泡排序如果能在内部循环第一次运行时,使用一个旗标来表示有无需要交换的可能,也可以把最好的复杂度降低到bubuko.com,布布扣。在这个情况,已经排序好的数列就无交换的需要。若在每次走访数列时,把走访顺序反过来,也可以稍微地改进效率。有时候称为鸡尾酒排序,因为算法会从数列的一端到另一端之间穿梭往返。

算法实现

Python版:

#-*- encoding: utf-8 -*-
        
def bubble_sort(st_bf):
    # 冒泡排序
    for step in xrange(len(st_bf), 0, -1):
        print step 
        for i in xrange(1, step):
            if st_bf[i-1] > st_bf[i]:
                st_bf[i-1], st_bf[i] = st_bf[i], st_bf[i-1]
        print st_bf
        
st_bf = [6, 5, 3, 1, 8, 7, 2, 4, 2]
print st_bf
bubble_sort(st_bf)

结果为:

>>> ================================ RESTART ================================
>>> 
[6, 5, 3, 1, 8, 7, 2, 4, 2]
9
[5, 3, 1, 6, 7, 2, 4, 2, 8]
8
[3, 1, 5, 6, 2, 4, 2, 7, 8]
7
[1, 3, 5, 2, 4, 2, 6, 7, 8]
6
[1, 3, 2, 4, 2, 5, 6, 7, 8]
5
[1, 2, 3, 2, 4, 5, 6, 7, 8]
4
[1, 2, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
3
[1, 2, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
2
[1, 2, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
1
[1, 2, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
>>> 

C++版:

#include <iostream>
using namespace std;

void print (int st_bf[], size_t size){
    for (size_t i = 0; i < size; i++)
    {
        cout<< st_bf[i] << " ";
    }
    cout<< endl;
}

void bubble_sort(int *st_bf, size_t size){
    // 冒泡排序
    for(size_t step = size; step > 0; --step){
        for (size_t i = 1; i< step; i++){
            if (st_bf[i-1] > st_bf[i]){
                int temp = st_bf[i];
                st_bf[i] = st_bf[i-1];
                st_bf[i-1] = temp;
            }
        }
    cout << step << endl;
    print(st_bf, size);
    }
}
int main(){
	int st_bf[] = {6, 5, 3, 1, 8, 7, 2, 4, 2};
	size_t size = sizeof(st_bf)/sizeof(st_bf[0]);
    bubble_sort(st_bf, size);
    return 0;
}
结果同上。

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排序算法分析【四】:冒泡排序(附Python&C++代码)

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