C语言 冒泡排序算法

冒泡排序(Bubble Sort)是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。

冒泡排序对n个项目需要O(n2)的比较次数，且可以原地排序。尽管这个算法是最简单了解和实作的排序算法之一，但它对于少数元素之外的数列排序是很没有效率的。

冒泡排序是与插入排序拥有相等的执行时间，但是两种法在需要的交换次数却很大地不同。在最坏的情况，冒泡排序需要O(n2)次交换，而插入排序只要最多O(n)交换。冒泡排序的实现(类似下面)通常会对已经排序好的数列拙劣地执行(O(n2))，而插入排序在这个例子只需要O(n)个运算。因此很多现代的算法教科书避免使用冒泡排序，而用插入排序取代之。冒泡排序如果能在内部循环第一次执行时，使用一个旗标来表示有无需要交换的可能，也有可能把最好的复杂度降低到O(n)。在这个情况，在已经排序好的数列就无交换的需要。若在每次走访数列时，把走访顺序和比较大小反过来，也可以稍微地改进效率。有时候称为往返排序，因为算法会从数列的一端到另一端之间穿梭往返。

使用冒泡排序为一列数字进行排序的过程

冒泡排序算法的运作如下：

比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。

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。

针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。

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。

由于它的简洁，冒泡排序通常被用来对于程式设计入门的学生介绍算法的概念。

关于冒泡排序的算法实现网上很多，本文采用C语言泛型实现：

#include

#include

void swap(void *vp1, void *vp2, int size){

char buffer[size];

memcpy(buffer, vp1, size);

memcpy(vp1, vp2, size);

memcpy(vp2, buffer, size);

}

int cmp_int(const void *a , const void *b )

{

return *(int *)a - *(int *)b;

}

int cmp_double(const void *a , const void *b )

{

return *(double *)a > *(double *)b ? 1 : -1;

}

void bubbleSort(void *base, int n, int elemsize, int(*cmp)(const void *, const void *))

{

char *q = (char *)base;

char *p = (char *)base + n * elemsize;

while(p > q) {

for(; q != p - elemsize; q += elemsize) {

if(cmp(q, q + elemsize) > 0) {

swap(q, q + elemsize, elemsize);

}

}

q = (char *)base;

p -= elemsize;

}

}

int main(void)

{

//测试数据

int arr1[] = {5, 4, 1, 3, 6, 12, 8, 22, 34,76};

//冒泡排序

bubbleSort(arr1, 10, sizeof(int), cmp_int);

//打印排序结果

int i;

for(i = 0; i < 10; i++)

printf("%d ", arr1[i]);

printf("\n");

double arr2[] = {5.4, 4.8, 1.2, 3.4, 6.7, 12.12, 8.6, 22.12, 34.5, 76.3};

bubbleSort(arr2, 10, sizeof(double), cmp_double);

for(i = 0; i < 10; i++)

printf("%.2f ", arr2[i]);

printf("\n");

}

运行结果如下：

常规实现如下(C语言)：

#include

void bubbleSort(int arr[], int count)

{

int i = count, j;

int temp;

while(i > 0) {

for(j = 0; j < i - 1; j++) {

if(arr[j] > arr[j + 1]){

temp = arr[j];

arr[j] = arr[j + 1];

arr[j + 1] = temp;

}

}

i--;

}

}

int main()

{

//测试数据

int arr[] = {5, 4, 1, 3, 6};

//冒泡排序

bubbleSort(arr, 5);

//打印排序结果

for(int i = 0; i < 5; i++)

printf("%4d", arr[i]);

}

使用标志的冒泡排序

如果已知数列基本有序，可采用一个标志，减少无谓的判断，提高效率

void bubbleSort(int d[], int size) //假定两两交换发生在数组最后的两个位置

{

int exchange = size - 1;

while(exchange) {

//记录下发生数据交换的位置

int bound = exchange;

exchange = 0; //假定本趟比较没有数据交换

for(int i = 0; i < bound; i++) {

if(d[i] > d[i + 1]) {

swap(&d[i], &d[i+1]);

exchange = i;

}

}

}

}

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