十大经典排序算法-冒泡算法详解介绍

1、十大经典排序算法

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。用一张图概括：

点击以下图片查看大图：

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

2、冒泡排序

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

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

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

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

public class BubbleSort implements IArraySort {@Overridepublic 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

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

#include <stdio.h>
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

#include <iostream>
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 Arraydef 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]endendselfendendputs[22, 34, 3, 32, 82, 55, 89, 50, 37, 5, 64, 35, 9, 70].bubble_sort!

14. Swift

实例

import Foundationfunc bubbleSort (arr: inout [Int]) {for i in 0..<arr.count - 1 {for j in 0..<arr.count - 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)")
}