排序算法之冒泡排序

冒泡排序（Bubble Sort）是一种简单的排序方法，本文从排序思想、算法实现和算法分析等个方面介绍如下：

一、排序思想

一次比较相邻两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来，重复地进行直到没有再需要交换。

具体步骤如下：

1. 依次比较相邻两个元素，首先比较第1个位置和第2个位置的数，大的放后面，小的放前面，然后比较第2个位置第3个位置的数，重复进行到第n个位置，经过这一轮，数组中最大元素交换到第n个位置；
2. 重复上一步骤，直到第n-1个位置；依次重复执行，直到第1个位置

二、算法实现

// 冒泡排序算法// arr: 堆数组指针//len： 数组长度void bubbleSort(int arr[], int len) {int temp;for (int i = len - 1; i > 0; i--) {for (int j = 0; j < i; j++) {if (arr[j] > arr[j + 1]) {temp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = temp;}}}}

三、算法分析

冒泡排序算法比较简单容易理解，其算法时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(1).冒泡排序过程中涉及到大量的元素交换，不适合于规模较大且乱序的场景，若初始状态基本有序(指正序)，可以采用冒泡排序。

四、算法改进

冒泡排序每次都需要从头开始相邻元素逐一比较，忽略了前轮比较结果而造成效率浪费。

一种改进的方案是交替方向扫描，即双向冒泡排序，又称为鸡尾酒排序。具体实现如下：

// 鸡尾酒排序: 冒泡排序改进算法// arr: 待排序数组// len： 数组长度void cocktailSort(int arr[], int len) {int head = 0, tail = len - 1;int temp, k;while (head < tail) {for (k = head; k < tail; k++) {if (arr[k] > arr[k + 1]) {temp = arr[k], arr[k] = arr[k + 1], arr[k + 1] = temp;}}tail--;for (k = tail; k > head; k--) {if (arr[k - 1] > arr[k]) {temp = arr[k], arr[k] = arr[k - 1], arr[k - 1] = temp;}}head++;}}

另一种改进做法是设置一个标志，若在一轮扫描过程中没有交换元素，则表示已经排序完成，没必要继续执行。

// 改进冒泡排序算法,设置标志// arr: 堆数组指针//len： 数组长度void bubbleFlagSort(int arr[], int len) {int temp, flag = 1;for (int i = len - 1; i > 0 && flag; i--) {flag = 0;for (int j = 0; j < i; j++) {if (arr[j] > arr[j + 1]) {temp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = temp;flag = 1;}}}}