[c语言]总结冒泡排序的一些细节

Posted 2021-04-23 土豆哥666

[c语言]总结冒泡排序的一些细节

1.求解前须知

对于一组乱序的数字，c语言的通常解决方法有两种，冒泡排序和选择排序。本文先介绍冒泡排序。

2.冒泡排序

①名词解释：

土豆哥自己的理解该过程就像水煮沸的逆过程一样，先是大的气泡生成(代表大数)，与下面小的气泡(代表较小数)进行比较，比小的气泡数值大，就往下掉落(即交换两个数的值)，直到大的气泡沉入杯底，这个过程就是执行了一轮冒泡排序，但是要让每一个较大的数字都沉入相应的位置，就要进行多次上述的过程。这样就是完整的冒泡排序。

②代码部分与理解

 for(i=0；i<n-1;i++)
     for(j=0;j<n-1-i;j++)
         if(a[j]>a[j+1])
         {
             temp = a[j];
             a[j] = a[j+1];
             a[j+1] = temp;
         }

对于关键代码部分，我们知道一共有n个数进行排序，就要进行n-1轮比较。所以外循环控制总比较轮数。

同理，假设第一轮有j个数，这一轮就要与n-1个数比较，那么第二轮就要与n减1再减1个数比较(n-2),因为第一轮已经沉入底的大数不需要比较，第三轮就是n-3，第四轮就是n-4，所以可得：

在每一轮比较完成后，下一轮比较都会比上一轮减少一个，那么第i轮比较就会比上一轮减少i个，i就是外循环的轮次。

内循环控制控制每一次比较个数，然后if判断语句负责将大数往后放，即交换两个数的值。

③冒泡排序的优化。

在一个无序的数组中，冒泡排序最理想的状况是比较一轮，就是把最大的数字放入最后面就实现了有序排放，，此时要比较6回。时间复杂度为O(n)。

比较最多的情况就是每一轮都要把最大数放入到后面，也就类似于一个倒序数组，7，6，5，4，3，2，1。此时要比较

n(n-1)/2,即21回。时间复杂度为O(n²)。

那么如果比较数中有相同或者实行一次冒泡排序后，数值没有变化，那么不就浪费了一轮比较了吗？为了防止出现此类情况，我们可以有加入一个标记flag，来完成上述浪费，即现在循环前加入flag=0，如果这一轮排序了就令flag为1，否则flag为0，即这一回合没排序，跳出循环。

 for (i = 0; i < n - 1; i++)//确定排序总共的轮数
 {
   int flag = 0;
   for (j = 0; j < n - 1 - i; j++)//确定每轮比较的此数
   {
    if (a[j]>a[j + 1])
    {
     //交换数值
     temp = a[j];
     a[j] = a[j + 1];
     a[j + 1] = temp;
     flag = 1;//加入标记
    }
   }
   printf("排序了第%d轮",i+1);
   if (!flag)
    break;//如果没有交换过元素，则已经有序
 }

3.完整代码

①未优化的正常冒泡排序

 #include<stdio.h>
 int main()
 {
   int i,j,temp,a[666],n;
   printf("输入需要排序的个数:\n");
   scanf("%d",&n);
   printf("输入需排序的%d个数字\n",n);
   for(i=0;i<n;i++)
    scanf("%d/t",&a[i]);
   printf("`````````````````````````\n");
   printf("显示未排序数字:\n");
   for(i=0;i<n;i++)
    printf("%4d",a[i]);
   printf("\n");
  for (i = 0; i < n - 1; i++)//确定排序趟数
 {
   for (j = 0; j < n - 1 - i; j++)//确定每轮比较次数
   {
    if (a[j]>a[j + 1])
    {
     //交换
     temp = a[j];
     a[j] = a[j + 1];
     a[j + 1] = temp;
    }
   }
 }
  printf("显示排序完成后的数字:\n");
  for(i=0;i<n;i++)
   printf("%4d",a[i]);
  printf("\n");
     return 0;
 }

优化后的排序

 #include<stdio.h>
 int main()
 {
   int i,j,temp,a[666],n;
   printf("输入需要排序的个数:\n");
   scanf("%d",&n);
   printf("输入需排序的%d个数字\n",n);
   for(i=0;i<n;i++)
    scanf("%d/t",&a[i]);
   printf("`````````````````````````\n");
   printf("显示未排序数字:\n");
   for(i=0;i<n;i++)
    printf("%4d",a[i]);
   printf("\n");
  for (i = 0; i < n - 1; i++)//确定排序趟数
 {
   int flag = 0;
   for (j = 0; j < n - 1 - i; j++)//确定每轮比较次数
   {
    if (a[j]>a[j + 1])
    {
     //交换
     temp = a[j];
     a[j] = a[j + 1];
     a[j + 1] = temp;
     flag=1;
    }
   }
   printf("显示%d轮排序后的结果:\n",i+1);
      for(j=0;j<n;j++)
   printf("%4d",a[j]);
  printf("\n");
   if(flag==0)
    break;
 }
  printf("显示排序完成后的数字:\n");
  for(i=0;i<n;i++)
   printf("%4d",a[i]);
  printf("\n");
     return 0;
 }