Bash : 氣泡排序
摘要：
氣泡排序是非常基礎的排序演算法，本文我們看看在 Bash 指令碼中如何寫氣泡排序。本文的演示環境為 ubuntu 16.04。
氣泡排序的簡要描述如下：
通過連續的比較對陣列中的元素進行排序
比較兩個相鄰的元素，如果順序不對，就交換這兩個元素的位置
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氣泡排序是非常基礎的排序演算法，本文我們看看在 Bash 指令碼中如何寫氣泡排序。本文的演示環境為 ubuntu 16.04。
氣泡排序的簡要描述如下：
- 通過連續的比較對陣列中的元素進行排序
- 比較兩個相鄰的元素，如果順序不對，就交換這兩個元素的位置
- 當第一輪比較結束之後，最 "重" 的元素就會被移動到最底部
- 當第二輪比較結束之後，第二 "重" 的元素就會被移動到次底部的位置
- 這意味著每輪比較不需要比較之前已經 "沉澱" 好的資料
- 如果有 n 個元素，則一共執行 n-1 輪比較
用 for 迴圈實現冒泡
準備一個數組(Bash 陣列相關的內容請參考《Bash : 索引陣列》一文)：
declare -a myArr=(10 1 30 13 2 22)
然後來主備一個交換陣列元素的函式：
# 定義函式 exchangeEle() 交換陣列中兩個元素的位置
exchangeEle()
{
# 使用臨時變數儲存陣列元素
local temp=${myArr[$1]}
# 交換元素的位置
myArr[$1]=${myArr[$2]}
myArr[$2]=$temp
return
}
下面通過一個經典的兩層迴圈來完成排序：
# 獲取陣列的長度
arrlen=${#myArr[@]}
# 通過 for 迴圈對陣列排序，注意此時是以字串來比較的
for (( last = $arrlen ; last > 1 ; last-- ))
do
for (( i = 0 ; i < last - 1 ; i++ ))
do
[[ "${myArr[$i]}" > "${myArr[$((i+1))]}" ]] && exchangeEle $i $((i+1))
done
done
這就 OK 了，跑跑看：
好吧，數字被作為字串來比較了。修正這個問題非常簡單，把比較的程式碼換成下面的就可以了：
[[ "${myArr[$i]}" -gt "${myArr[$((i+1))]}" ]] && exchangeEle $i $((i+1))
關於 Bash 中的比較操作，請參考《Bash : test 命令》一文。
再執行一次，就能看到正確結果了：
用 while 循序實現冒泡
下面我們來介紹使用 while 循序的版本。這次我們按字母序來排列陣列中存放的國家名稱：
myArr=(Netherlands Ukraine Zaire Turkey Russia Yemen Syria \ Brazil Argentina Nicaragua Japan Mexico Venezuela Greece England)
這裡我們使用了轉義符 \ 將陣列元素的值放在不同的行上，這樣可以避免行中的內容過長。具體的程式碼如下：
# 從索引 0 開始列出整個數
echo "The order of the original data in the array:"
echo "${myArr[*]}"
# 獲取陣列的長度，並用來控制迴圈的次數。
n=${#myArr[@]}
echo "Start bubbling sort:"
while [ "$n" -gt 1 ] # 執行 n-1 輪外部迴圈。
do
index=0 # 內部迴圈時的陣列元素索引，在每輪迴圈開始之前需要重置。
while [ "$index" -lt $(expr $n - 1) ] # 開始內部迴圈。
do
if [[ ${myArr[$index]} > ${myArr[$(expr $index + 1)]} ]]
then
exchangeEle $index $(expr $index + 1) # 交換陣列元素位置。
fi
let "index += 1"
done # 內部迴圈結束。
let "n -= 1" # 外部迴圈計數減 1。
# 輸出每輪排序後的結果。
echo "${myArr[*]}"
done # 外部迴圈結束。
echo "Sorted data order:"
echo "${myArr[*]}"
同樣是兩層迴圈，演算法完全一樣，只不過是寫法有一點點不同。為了顯示排序的過程，這次輸出了每輪排序後的中間結果：
demo 程式碼
下面是本文中 demo 的完整程式碼：
#!/bin/bash
# bubble.sh, 本例主要用來演示索引陣列的排序
# 氣泡排序的簡要描述如下:
# 通過連續的比較對陣列中的元素進行排序
# 比較兩個相鄰的元素，如果順序不對，就交換這兩個元素的位置
# 當第一輪比較結束之後，最 "重" 的元素就會被移動到最底部
# 當第二輪比較結束之後，第二 "重" 的元素就會被移動到次底部的位置
# 這意味著每輪比較不需要比較之前已經 "沉澱" 好的資料
# 一共執行 n-1 輪比較
# 定義函式 exchangeEle() 交換陣列中兩個元素的位置
exchangeEle()
{
# 使用臨時變數儲存陣列元素
local temp=${myArr[$1]}
# 交換元素的位置
myArr[$1]=${myArr[$2]}
myArr[$2]=$temp
return
}
declare -a myArr=(10 1 30 13 2 22)
# 從索引 0 開始列出整個陣列
echo "The order of the original data in the array:"
echo "${myArr[*]}"
# 獲取陣列的長度
arrlen=${#myArr[@]}
# 通過 for 迴圈對陣列排序，注意此時是以字串來比較的
for (( last = $arrlen ; last > 1 ; last-- ))
do
for (( i = 0 ; i < last - 1 ; i++ ))
do
[[ "${myArr[$i]}" > "${myArr[$((i+1))]}" ]] && exchangeEle $i $((i+1))
done
done
echo "Sorted data order as string:"
echo "${myArr[*]}"
# 通過 for 迴圈對陣列排序，這次是作為整數來比較
for (( last = $arrlen ; last > 1 ; last-- ))
do
for (( i = 0 ; i < last - 1 ; i++ ))
do
[[ "${myArr[$i]}" -gt "${myArr[$((i+1))]}" ]] && exchangeEle $i $((i+1))
done
done
echo "Sorted data order as number:"
echo "${myArr[*]}"
myArr=(Ukraine Zaire Russia Yemen Syria \
Argentina Japan Mexico Greece)
#這裡我們還使用轉義符 \ 將陣列元素的值放在不同的行上，這樣可以避免行中的內容過長。
# 從索引 0 開始列出整個數
echo "The order of the original data in the array:"
echo "${myArr[*]}"
# 獲取陣列的長度，並用來控制迴圈的次數。
n=${#myArr[@]}
echo "Start bubbling sort:"
while [ "$n" -gt 1 ] # 執行 n-1 輪外部迴圈。
do
index=0 # 內部迴圈時的陣列元素索引，在每輪迴圈開始之前需要重置。
while [ "$index" -lt $(expr $n - 1) ] # 開始內部迴圈。
do
if [[ ${myArr[$index]} > ${myArr[$(expr $index + 1)]} ]]
then
exchangeEle $index $(expr $index + 1) # 交換陣列元素位置。
fi
let "index += 1"
done # 內部迴圈結束。
let "n -= 1" # 外部迴圈計數減 1。
# 輸出每輪排序後的結果。
echo "${myArr[*]}"
done # 外部迴圈結束。
echo "Sorted data order:"
echo "${myArr[*]}"
參考：
《高階 Bash 指令碼程式設計指南》