C:冒泡排序

1、冒泡排序介绍：

冒泡排序的核心思想就是：两两相邻的元素进行比较。

先用一个例子来帮助大家理解一下冒泡排序的算法是怎们进行的

有一排高矮不同的人站成一列，要按照从矮到高的顺序重新排队。

冒泡排序的方法就是，从第一个人开始，依次两两比较相邻的两个人的身高。如果左边的人比右边的高，就交换他们的位置。

这样一轮下来，最高的人就像气泡一样“浮”到了最右边。

然后再从头开始，重复刚才的比较和交换，让第二高的人“浮”到右边第二个位置。

就这样一轮一轮地比较和交换，直到所有人都排好序。

2、不使用函数的冒泡排序：

代码展示：

#include <stdio.h>
int main(){int arr[] = { 100,99,3,45,12,55,88,22,13,19 };//随机输入的数字int i = 0;int sz = sizeof arr / sizeof(arr[0]);//求数组中的元素个数for ( i = 0; i < sz - 1; i++){//总趟数int j = 0;for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++){//一趟冒泡排序if (arr[j] > arr[j + 1]){//交换两数int k = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = k;}}}	for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", arr[i]);}//实现排序后的数组打印return 0;}

 结果展示：

2.1 sz的解释：

int sz = sizeof arr / sizeof(arr[0]);

这行代码用于计算数组 arr 中的元素个数。

 sizeof是 C 语言中的一个操作符，用于获取数据类型或者变量所占用的字节数。

 sizeof arr 会返回整个数组所占用的字节数。

 sizeof(arr[0]) 会返回数组中单个元素所占用的字节数。

然后用整个数组占用的字节数除以单个元素占用的字节数，就得到了数组中元素的个数，并将其存储在变量 sz  中。

例如，如果  arr  是一个 int 类型的数组，每个 int 类型通常占用 4 个字节。假设整个数组占用了 40 个字节，那么sz = 40 / 4 = 10 ，即数组中有 10 个元素。

这样做的好处是，即使数组的大小在不同的情况下可能会发生变化，通过这种方式计算元素个数可以提高代码的可维护性和通用性，避免了重复编码数组的大小。

2.2 i  < sz - 1  和 j < sz-1-i 的解释

这里的 i 是进行冒泡排序的总趟数，sz - 1是因为对于一个含有sz个元素的数组，进行 sz - 1 趟冒泡排序就可以完成排序。

这里的 j 是进行一次冒泡排序所要交换的次数， sz-1-i 用于控制每一趟冒泡排序中比较和交换的次数。

以包含 5 个元素的数组为例：

第一趟需要比较 4 次（即 sz-1），因为要把最大的数“浮”到最后位置。

第二趟只需要比较 3 次（即 sz-1-1），因为最大的数已经在最后，不用再参与比较。

第三趟比较 2 次（即 sz-1-2）。

第四趟比较 1 次（即 sz-1-3）。

这样，每一趟比较的次数逐渐减少，通过这种方式可以在经过一定的趟数后完成整个数组的排序。

3、使用函数的冒泡排序：

#include <stdio.h>
void bublle_sort(int arr[], int sz)//实现冒泡排序
{for(int i = 0; i < sz - 1; i++)//总趟数{   //一趟冒泡排序for (int j = 0; j < sz-1-i; j++){if (arr[j] > arr [j + 1] )//相邻两数比较大小{int k = arr[j];arr[j] = arr[ j + 1];arr[j + 1] = k;}}}
}
void printf_arr(int arr[], int sz)//打印排序后的值
{int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", arr[i]);}printf("\n");
}
int main()
{int arr[] = { 2,3,4,5,6,7,1,8,9,10 };//这里的整数是可以任意输入的，不限数量//写一个函数，实现冒泡排序//假设为升序排列int sz = sizeof arr / sizeof(arr[0]);//求数组中元素的个数bublle_sort(arr, sz);//实现冒泡排序printf_arr(arr, sz);//实现打印排序后的值return 0;
}

这里就比上面那个多了两个函数，里面注释写的还是比较清楚的，可以看一看

4、关于函数冒泡排序的代码改进

void bublle_sort(int arr[], int sz)//实现冒泡排序
{for(int i = 0; i < sz - 1; i++)//总趟数{   //一趟冒泡排序for (int j = 0; j < sz-1-i; j++){if (arr[j] > arr [j + 1] )//相邻两数比较大小{int k = arr[j];arr[j] = arr[ j + 1];arr[j + 1] = k;}}}
}

关于冒泡排序的次数，上述这组代码不管所给的数字是什么顺序排列的，想要改为升序都需要进行45组两数相比，如果所要排序的数组是乱序的话45次还能接受，但是如果所给的顺序是

9 0 1 2 3 4 5 6 7 8

像上述这种顺序改为升序仅仅只需要将9移动到最后一位即可，也就是说只需要一趟冒泡排序即可完成。但是，向上面的代码，当第一趟冒泡排序结束后，会紧接着进行下一趟冒泡排序。虽然排序已经完成，但是后面依旧会继续比较，虽然数字不会再交换顺序。因此，向这种情况我们应该怎么改进呢？

#include <stdio.h>
void bublle_sort(int arr[], int sz)
{
    for(int i = 0; i < sz - 1; i++)//总趟数
    {   //一趟冒泡排序
        int flag = 1;//假设已经有序了
        for (int j = 0; j < sz-1-i; j++)
        {
            if (arr[j] > arr [j + 1] )
            {
                int k = arr[j];
                arr[j] = arr[ j + 1];
                arr[j + 1] = k;
                flag = 0;//说明其中发生了交换，假设不成立
            }
        }
        if (flag == 1)//说明假设成立
        {
            break;//跳出循环
        }
    }
}

 看上面被标红的代码，当我们这样优化后，可以减少多余的循环，提高效率。

5、使用指针的冒泡排序：

先补充几个知识点：

数组的数组名arr就是首元素地址，所以我们传参传的其实就是首元素地址bublle_sort(arr, sz);

我们将形参改写为指针，通过指针找回来的还是main函数里的原数组

主函数里的数组传递给冒泡排序函数，冒泡函数里使用的数组依然是主函数里的数组，这是因为数组传参传的是它的地址。

使用指针标识的冒泡函数

#include <stdio.h>                                                               
void bublle_sort(int* arr, int sz)//实现冒泡排序
{for (int i = 0; i < sz - 1; i++)//总趟数{   //一趟冒泡排序int flag = 1;for (int j = 0; j < sz - 1 - i; j++){if (*(arr + j) > *(arr + j + 1))//相邻两数比较大小{int k = *(arr+j);*(arr + j) = *(arr + j + 1);*(arr + j + 1) = k;flag = 0;}}if (flag == 1){break;}}
}
void printf_arr(int* arr, int sz)//打印排序后的值
{int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", *(arr + i));}printf("\n");
}
int main()
{int arr[] = { 2,3,4,5,6,7,1,8,9,10 };//写一个函数，实现冒泡排序//假设为升序排列int sz = sizeof arr / sizeof(arr[0]);bublle_sort(arr, sz);//实现冒泡排序printf_arr(arr, sz);//实现打印排序后的值return 0;
}

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结语：

本篇文章到这里就先结束了，期待大家的的阅读！！！