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思想
同之前介绍的两种排序方式一样,冒泡排序也是最简单最基本的排序方法之一。冒泡排序的思想很简单,就是以此比较相邻的元素大小,将小的前移,大的后移,就像水中的气泡一样,最小的元素经过几次移动,会最终浮到水面上。
举例分析说明一下,如下数据:
2 7 4 6 9 1 首先比较最后两个数字,发现1比9小,于是前移
2 7 4 6 1 9 然后比较6和1
2 7 4 1 6 9 继续前移,然后是4和1
2 7 1 4 6 9 7和1比较
2 1 7 4 6 9 2和1
1 2 7 4 6 9 至此,第一趟冒泡过程完成,最小的元素1被移到第一个,不再参与后面的排序过程。下一趟冒泡过程同理,比较6和9,以此类推,最终得到结果。
代码
cout << "bubble sort:" << endl; printline("before sort:", v); for (int i=0; i<v.size(); i++){ int temp = 0; for(int j=v.size()-1; j>0; j--){ if (v[j] < v[j-1]){ temp = v[j]; v[j] = v[j-1]; v[j-1] = temp; } } } printline("after sort:",v);
分析
因为每一趟排序都使有序区增加了一个气泡,在经过n-1趟排序之后,有序区中就有n-1个气泡,而无序区中气泡的重量总是大于等于有序区中气泡的重量,所以整个冒泡排序过程至多需要进行n-1趟排序。以此本算法的时间复杂度还是O(n*n),也不能算是一个高效的算法。
细心分析不难发现,本算法还有可以优化的空间,若在某一趟排序中未发现气泡位置的交换,则说明待排序的无序区中所有气泡均满足轻者在上,重者在下的原则,因此,冒泡排序过程可在此趟排序后终止。为此, 在下面给出的算法中,引入一个布尔量exchange,在每趟排序开始前,先将其置为FALSE。若排序过程中发生了交换,则将其置为TRUE。各趟排序 结束时检查exchange,若未曾发生过交换则终止算法,不再进行下一趟排序。这样可以减少不必要的比较。代码如下
int bubble_sort(vector<int> &v){ cout << "bubble sort:" << endl; printline("before sort:", v); bool exchange; for (int i=0; i<v.size(); i++){ int temp = 0; exchange = false; for(int j=v.size()-1; j>0; j--){ if (v[j] < v[j-1]){ temp = v[j]; v[j] = v[j-1]; v[j-1] = temp; exchange = true; } } if (!exchange){ break; } } printline("after sort:",v); }