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氣泡排序演算法(起泡排序)及其C語言實現

起泡排序,別名“氣泡排序”,該演算法的核心思想是將無序表中的所有記錄,通過兩兩比較關鍵字,得出升序序列或者降序序列。

例如,對無序表{49,38,65,97,76,13,27,49}進行升序排序的具體實現過程如圖 1 所示:

圖 1 第一次起泡
如圖 1 所示是對無序表的第一次起泡排序,最終將無序表中的最大值 97 找到並存儲在表的最後一個位置。具體實現過程為:
  1. 首先 49 和 38 比較,由於 38<49,所以兩者交換位置,即從(1)到(2)的轉變;
  2. 然後繼續下標為 1 的同下標為 2 的進行比較,由於 49<65,所以不移動位置,(3)中 65 同 97 比較得知,兩者也不需要移動位置;
  3. 直至(4),97 同 76 進行比較,76<97,兩者交換位置,如(5)所示;
  4. 同樣 97>13(5)、97>27(6)、97>49(7),所以經過一次氣泡排序,最終在無序表中找到一個最大值 97,第一次冒泡結束;

由於 97 已經判斷為最大值,所以第二次氣泡排序時就需要找出除 97 之外的無序表中的最大值,比較過程和第一次完全相同。


經過第二次冒泡,最終找到了除 97 之外的又一個最大值 76,比較過程完全一樣,這裡不再描述。

通過一趟趟的比較,一個個的“最大值”被找到並移動到相應位置,直到檢測到表中資料已經有序,或者比較次數等同於表中含有記錄的個數,排序結束,這就是

起泡排序

起泡排序的具體實現程式碼為:
#include <stdio.h>
//交換 a 和 b 的位置的函式
void swap(int *a, int *b);
int main()
{
    int array[8] = {49,38,65,97,76,13,27,49};
    int i, j;
    int key;
    //有多少記錄,就需要多少次冒泡,當比較過程,所有記錄都按照升序排列時,排序結束
    for (i = 0; i < 8; i++){
        key=0;//每次開始冒泡前,初始化 key 值為 0
        //每次起泡從下標為 0 開始,到 8-i 結束
        for (j = 0; j+1<8-i; j++){
            if (array[j] > array[j+1]){
                key=1;
                swap(&array[j], &array[j+1]);
            }
        }
        //如果 key 值為 0,表明表中記錄排序完成
        if (key==0) {
            break;
        }
    }
    for (i = 0; i < 8; i++){
        printf("%d ", array[i]);
    }
    return 0;
}
void swap(int *a, int *b){
    int temp;
    temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}
執行結果為: 13 27 38 49 49 65 76 97

總結

使用起泡排序演算法,其時間複雜度同實際表中資料的無序程度有關。若表中記錄本身為正序存放,則整個排序過程只需進行 n-1(n 為表中記錄的個數)次比較,且不需要移動記錄;若表中記錄為逆序存放(最壞的情況),則需要 n-1趟排序,進行 n(n-1)/2 次比較和資料的移動。所以該演算法的時間複雜度為O(n2)