冒泡排序法笔记

冒泡排序简介

    冒泡排序法是一种简单并且常用的排序算法。其基本目的是对数组或列表中的数据进行由小到大的排序。

//以下为冒泡排序中一次排序的逻辑，其中array是目标数组，count为数组长度for(int i = 0; i < count - 1; i++){    if(array[i] > array[i+])    {        int temp = array[i];        array[i] = array[i+1];        array[i+1] = temp;    }}

    由上面的代码片段可以看出，冒泡排序的实质就是从第一个元素开始，将第i位与第i+1位的元素进行比较。    如果前一位大于后一位就进行对掉，如果前一位小于或者等于后一位则不做调换。    例如：    //给定一个数组    int[] array = new int[]{50, 10, 7, 3, 1};    count = array.length //count = 5    此数组经过一次以上的for循环后将会变为{10, 7, 3, 1, 50}    可以看出，50从第一位被调换到了最后一位，这就是冒泡排序法。但是只经过一次排序还无法将所有元素的位置进行正确的定位。    所以需要进行第二次排序，结果为{7, 3, 1, 10, 50};    第三次排序，结果为{3, 1, 7, 10, 50};    第四次排序，结果为{1, 3, 7, 10, 50};    可见，通过4次排序后最终这个有5个元素的int类型数组已经变成了一个由小到大排序的数组。    所以冒泡排序法的基础原理代码为：

//进行count-1次排序，将数组进行完全的排序for(int j = 0; j < count - 1; j++){    //单独排序一次的逻辑    for(int i = 0; i < count - 1; i++)    {        if(array[i] > array[i+])        {            int temp = array[i];            array[i] = array[i+1];            array[i+1] = temp;        }    }}

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第一种优化方案

    由以上示例可以看出，因为在第一次进行排序时就已经把数组中最大的元素（50）排到了最后一位。    所以在第二次排序时，实际上完全不需要讲当前最大元素（10）和最后一个元素（50）进行比较。    而第三次排序时，也不需要讲当前最大元素（7）后最后两个元素比较。    以此类推：

//经过优化过的代码片段，最外层的for循环没有变化。for(int j = 0; j < count - 1; j++){    //单独排序一次的逻辑，随着排序的进行，需要比较的元素数量会减少    //第一次时需要将数组中的所有元素进行比较，以后逐次递减    for(int i = 0; i < count - 1 - j; i++)    {        if(array[i] > array[i+])        {            int temp = array[i];            array[i] = array[i+1];            array[i+1] = temp;        }    }}

    通过以上优化，可以减少不必要的运算，增加整体运算速度。

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第二种优化方案

    如果所需要比较的示例是类似{5,4,3,2,1}这种类型的数组的话，确实需要进行满次数4次的循环比较才可以将所有元素进行比较。    但如果是类似{5,1,2,3,4},或者更加极端点{1,2,3,4,5}这种已经是从小到大进行排序的数据时。    即使用上面优化过一次的算法也会造成不必要的浪费，所以才会有以下的优化方案：

//使用冒泡排序法进行比较的函数，传入一个int型数组void Sort(int[] sortArray){    //定义一个bool开关，对排序的最外层循环进行管理    bool swapped = true;    do    {        //设置开关为false        swapped = false;        for (int i = 0; i < sortArray.Length - 1; i++)        {            if (sortArray[i] > sortArray[i + 1])            {                int temp = sortArray[i];                sortArray[i] = sortArray[i + 1];                sortArray[i + 1] = temp;                //如果进行了前后调换则说明排序没有完成。                //需要继续进行，将开关设置为true                swapped = true;            }        }    } while (swapped);}

    此函数中的算法的核心部分和前面的算法没有区别，有区别的是外层的循环比较部分。    如需要比较的数组为{1,2,3,4,5}则在第一比较调用函数后，swapped这个控制开关就会变为false。    因为说明没有需要继续比较的必要了，所以while循环也会结束。    在处理不是必须所有元素都进行比较的数据时，此种优化算法要比之前的算法更加高效。