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描述
冒泡排序算法是一種簡單的排序算法，它通過將相鄰的元素進行比較并交換位置來實現(xiàn)排序。冒泡排序的基本思想是，每一輪將未排序部分的最大元素逐個向右移動到已排序部分的最右邊，直到所有元素都按照從小到大的順序排列。
冒泡排序的算法描述如下：
- 從數(shù)組的第一個元素開始，依次比較相鄰的兩個元素，如果前一個元素大于后一個元素，則交換它們的位置。
- 繼續(xù)比較下一對相鄰元素，重復上述步驟，直到比較到數(shù)組的倒數(shù)第二個元素。
- 重復以上步驟，直到所有元素都按照從小到大的順序排列。
時間復雜度和空間復雜度
冒泡排序的時間復雜度為O(n^2)，其中n是待排序數(shù)組的元素個數(shù)。冒泡排序的最壞情況和平均情況下，需要比較的次數(shù)是n(n-1)/2，即比較輪數(shù)為n-1，每輪比較的次數(shù)為n-i-1，其中i表示當前輪數(shù)。
冒泡排序的空間復雜度為O(1)，即不需要額外的空間來存儲數(shù)組元素。冒泡排序是在原地進行排序，只是通過交換相鄰元素的位置來實現(xiàn)排序，所以只需要常量級的額外空間。
圖解
示例
#include <iostream>
using namespace std;void bubbleSort(int arr[], int n) {for (int i = 0; i < n-1; i++) {for (int j = 0; j < n-i-1; j++) {if (arr[j] > arr[j+1]) {swap(arr[j], arr[j+1]);}}}
}int main() {int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);bubbleSort(arr, n);cout << "冒泡排序: \n";for (int i=0; i < n; i++) {cout << arr[i] << " ";}cout << endl;return 0;
}
輸出結(jié)果為：
冒泡排序:
11 12 22 25 34 64 90
冒泡排序優(yōu)缺點
優(yōu)點：
- 簡單易懂：冒泡排序是最簡單的排序算法之一，容易實現(xiàn)和理解。
- 不需要額外空間：冒泡排序是在原地進行排序，不需要額外的空間來存儲排序結(jié)果。
- 穩(wěn)定性：冒泡排序是穩(wěn)定的排序算法，即相等元素的相對順序不會改變。
缺點：
- 效率較低：冒泡排序的時間復雜度為O(n^2)，在大規(guī)模數(shù)據(jù)的情況下，性能較差，特別是與其他高效排序算法相比。
- 不適用于大規(guī)模數(shù)據(jù)：由于冒泡排序的時間復雜度較高，對于大規(guī)模數(shù)據(jù)的排序不適合使用。
- 不適合逆序情況：對于已經(jīng)基本有序或者逆序的數(shù)據(jù)，冒泡排序的交換操作較多，效率低下。
冒泡排序技巧
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冒泡排序的核心思想是相鄰元素比較交換，可以通過設(shè)置一個標志位來記錄是否進行了交換，如果一次遍歷沒有進行交換，說明數(shù)組已經(jīng)有序，可以提前退出排序。
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外層循環(huán)控制比較的次數(shù)，內(nèi)層循環(huán)控制每次比較的元素。
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在每次內(nèi)層循環(huán)中，可以通過設(shè)置一個標志位來記錄是否有交換發(fā)生，如果沒有，說明數(shù)組已經(jīng)有序，可以提前退出內(nèi)層循環(huán)。
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冒泡排序可以進行優(yōu)化，每次內(nèi)層循環(huán)比較時，可以將最大（或最小）的元素冒泡到數(shù)組的末尾（或開頭），使得下一次循環(huán)中只需比較剩下的元素。
-
可以使用雙層循環(huán)來實現(xiàn)冒泡排序，也可以使用遞歸的方式來實現(xiàn)。
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冒泡排序適用于小規(guī)模的數(shù)據(jù)排序，對于大規(guī)模數(shù)據(jù)或者時間敏感的場景，建議使用其他更高效的排序算法。
結(jié)論
且聽且忘且隨風，且行且看且從容