测试萌新必备算法题之：冒泡排序

Posted 2021-03-14 suanmiaoup

冒泡排序应该是程序员入门必备的算法之一吧，我们来看看常规的冒泡排序算法；

def bubble_sort_01(random_list):
    """没有优化的常规冒泡排序"""
    list_len = len(random_list)
    # 外层控制循环次数，内层控制索引
    for outer_idx in range(list_len - 1):
        for inner_idx in range(list_len - 1 - outer_idx):
            if random_list[inner_idx] > random_list[inner_idx + 1]:
                random_list[inner_idx], random_list[inner_idx + 1] = random_list[inner_idx + 1], random_list[inner_idx]

 

优化方法：

有时候生成的随机列表，元素排列不是那么乱，那么在n-1次之前就已经排好序了，后面的过程就多余了，浪费了时间和空间，那么有什么办法可以提前知道列表已经排好序吗？答案是当然有，我们可以在内部排序过程中添加一个标记，查看本轮循环有没有产生数据交换，如果一轮循环下来，没有发生任何的数据交换，则说明列表已经是有序的了，接下来就来实现；

def bubble_sort_02(random_list):
    """添加了结束标记的冒泡排序"""
    list_len = len(random_list)
    # 外层控制循环次数，内层控制索引
    for outer_idx in range(list_len - 1):
        # 添加一个标记
        flag = 0
        for inner_idx in range(list_len - 1 - outer_idx):
            if random_list[inner_idx] > random_list[inner_idx + 1]:
                random_list[inner_idx], random_list[inner_idx + 1] = random_list[inner_idx + 1], random_list[inner_idx]
                flag += 1
        # 每次循环后，判断flag如果为0，则说明没有发生数据交换，直接结束排序即可
        if flag == 0:
            break

 

继续优化：

第二种方法其实是优化的外层循环，它可以让外层循环提前结束，那么内层循环也会少运行很多，那内层循环的还有没有改进空间呢？答案也是有的，前面两种方法都是从前往后遍历，如果说内层再添加一个从后往前遍历的循环，那么外层的循环次数又可以减少一半，那么看看到底如何实现；

def bubble_sort_03(random_list):
    """添加了结束标记的双向冒泡排序"""
    list_len = len(random_list)
    # 外层控制循环次数，内层控制索引
    for outer_idx in range(list_len - 1):
        # 添加一个标记
        flag = 0
        for inner_idx in range(outer_idx, list_len - 1 - outer_idx):
            if random_list[inner_idx] > random_list[inner_idx + 1]:
                random_list[inner_idx], random_list[inner_idx + 1] = random_list[inner_idx + 1], random_list[inner_idx]
                flag += 1
        # 每次循环后，判断flag如果为0，则说明没有发生数据交换，直接结束排序即可
        if flag == 0:
            break
        # 添加一个逆向的排序循环
        for i in range(list_len - 2 - outer_idx, outer_idx, -1):
            if random_list[i] < random_list[i - 1]:
                random_list[i], random_list[i - 1] = random_list[i - 1], random_list[i]

 

随机生成一个长度为100的整数列表，查看这三种方法总共循环的次数，得到的结果为：