冒泡排序算法及其优化

冒泡排序算是排序算法里面的一种较为简单的算法，也是我接触的第一种排序算法，有升序与降序之分，如果面试的时候面试官问道这个题目，一定要问清楚是升序还是降序，这样会给你加分。

下面，我以升序来讲一下它的运作。

1. 1、比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
2. 2、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。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。
3. 3、针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
4. 4、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。

算法思想图：

  假设有个数列为 3 1 5 6 2，我们以升序对它进行排序。

冒泡排序第一版：

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>void bubblesort(int *p,int len){int i = 0;int j = 0;for(i = 0;i<len-1;i++){/*每排序一趟，则至少有一个元素已经有序，用 j<len-i-1 可以缩小排序范围 */for(j = 0;j<len -1-i;j++){/*当前面的元素大于后面的元素时，交换位置*/if(p[j]>p[j+1]){int tmp = p[j];p[j] = p[j+1];p[j+1] = tmp;    }}}}int main(){int num[5]={3,1,5,6,2};int i=0;bubblesort(num,5);for(i=0;i<5;i++){printf("%d ",num[i]);}return 0;} printf("%d ",num[i]);}return 0;} 

 

 

当数列在基本有序的情况下时，例如数列：

                                                   1 2 3 5 4 6 7 8 9 10 

在第一趟排序 5 和 4 交换之后数列就已经有序了，所以剩下的8趟排序就是多余的。再用上面的算法处理这个数列，效率就显得低了。所以，我们对它添加一个检视flag。

冒泡排序优化版：

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>void bubblesort(int *p,int len){int i = 0;int j = 0;int flag;  for(i = 0;i<len-1;i++)//{/*flag初始化为0*/flag = 0;/*每排序一趟，则至少有一个元素已经有序，用 j<len-i-1 可以缩小排序范围 */for(j = 0;j<len -1-i;j++){/*当前面的元素大于后面的元素时，交换位置*/if(p[j]>p[j+1]){int tmp = p[j];p[j] = p[j+1];p[j+1] = tmp;/*若程序进入if语句,则必然会发生交换，当发生交换时把flag置成 1 */ flag = 1;}}/*判断,如果flag=0，说明上一趟排序没有发生交换，数列已经有序，break*/ if(flag == 0){break;}}}int main(){int num[10]={1,2,3,5,4,6,7,8,9,10};int i=0;bubblesort(num,10);for(i=0;i<10;i++) { printf("%d ",num[i]);   }return 0;  } 

 

其实上面的算法还可以进行优化，来看下面一组数据：1 2 7 4 6 3 5 8 9

首先我们要知道：

                                                                              

    当它每完成一趟排序的适合，我们记住它最后一次交换的位置，也就是flag最后一次置1的位置，我们假设这个位置为P，P之后的元素已经有序，P之前的元素还可能无序。所以我们只需要对P之前的元素再进行排序就可以了

我们将前面无序区的数列当做一个新的数列，把它的新长度传给第一层循环，这样就可以大大减少循环次数，提升效率。

冒泡排序最终优化版：

#include<stdio.h>#include<stdlib.h> void bubblesort(int *p,int len) { int i = 0; int j = 0; int k = len-1;  int m = 0; int flag;   /*用k来保存新的判断条件*/  for(i = 0;i<k;i++) { /*flag初始化为0*/  flag = 0;  m = 0; /*每排序一趟，则至少有一个元素已经有序， 用 j<len-i-1 可以缩小排序范围 */for(j = 0;j<len-1-i;j++){/*当前面的元素大于后面的元素时，交换位置*/        if(p[j]>p[j+1]){int tmp = p[j];p[j] = p[j+1];p[j+1] = tmp; /*若程序进入if语句,则必然会发生交换，    当发生交换时把flag置成 1 */ flag = 1;/*记住最后一次交换的位置*/         m = j; }}/*判断,如果flag=0，说明上一趟排序没有发生交换，数列已经有序，break*/ if(flag == 0){ break;}/*将新的长度赋值给k*/k = m;} } int main() {   int num[10]={1,2,7,4,6,3,5,8,9};   int i=0;   bubblesort(num,9);   for(i=0;i<9;i++)   {    printf("%d ",num[i]);   } return 0;  }