排序算法之一 冒泡排序(C++版本)
一. 实现原理
冒泡排序的相关知识，参考冒泡排序 程序员小灰
二. 具体实现
1. 初始版本
void BubbleSort_Init(int* pData, int size)
{if (nullptr == pData || size <= 0) return;for (int i = 0; i < size - 1; ++i) // 轮数为size - 1{for (int j = 0; j < size - 1 - i; ++j) // 注意j的上限为size-1-i, 确保j+1不越界{if (pData[j] > pData[j+1]) std::swap(pData[j], pData[j+1]);}}
}
每一轮结束之后，如果这轮中没有进行一次数据交换，表明数组已经有序，无需再进行操作。
2. 改进版本
void BubbleSort_Advance(int* pData, int size)
{if (nullptr == pData || size <= 0) return;for (int i = 0; i < size - 1; ++i) // 轮数为size - 1{bool hasSwap = false; // 是否有过数据交换for (int j = 0; j < size - 1 - i; ++j) // 注意j的上限为size-1-i, 确保j+1不越界{if (pData[j] > pData[j + 1]){std::swap(pData[j], pData[j + 1]);hasSwap = true;}}if (!hasSwap) break; // 这一轮没有一次交换，说明已经排好序，无需再比较}
}
如果每轮中，只有前面进行过数据交换，后面没有。可以以最后交换过数据的位置作为下一次进行检查的终点。
3. 最终版本
void BubbleSort_Final(int* pData, int size)
{if (nullptr == pData || size <= 0) return;int endIdx = size - 1; // 每次比较的结束位置，从这个位置(包括)之后已经有序int lastSwapIdx = 0; // 每轮中最后交换的位置for (int i = 0; i < size - 1; ++i) // 轮数为size - 1{bool hasSwap = false;for (int j = 0; j < endIdx; ++j) // 注意j的上限为size-1-i, 确保j+1不越界{if (pData[j] > pData[j + 1]){std::swap(pData[j], pData[j + 1]);hasSwap = true; lastSwapIdx = j; // 更新需要比较的最终位置}}// 这一轮没有一次交换，说明已经排好序，无需再比较if (!hasSwap) break;endIdx = lastSwapIdx;}
}
三. 输出验证
加上相关的输出信息后再进行调用。
辅助函数：
void Print(int* pData, int size)
{for (int idx = 0; idx < size; ++idx) std::cout << pData[idx] << " ";std::cout << std::endl;
}
初始数据为：
int datas[10] = { 1, 2, 3, 2, 1, 6 };
1. 初始版本
void BubbleSort_Init_Output(int* pData, int size)
{if (nullptr == pData || size <= 0) return;for (int i = 0; i < size - 1; ++i) // 轮数为size - 1{std::cout << std::endl << "ROUND " << i << std::endl << std::endl;for (int j = 0; j < size - 1 - i; ++j) // 注意j的上限为size-1-i, 确保j+1不越界{if (pData[j] > pData[j+1])std::swap(pData[j], pData[j+1]);std::cout << "STEP " << j << ":" << std::endl;Print(pData, size);}}
}
调用输出
ROUND 0STEP 0:
1 2 3 2 1 6
STEP 1:
1 2 3 2 1 6
STEP 2:
1 2 2 3 1 6
STEP 3:
1 2 2 1 3 6
STEP 4:
1 2 2 1 3 6ROUND 1STEP 0:
1 2 2 1 3 6
STEP 1:
1 2 2 1 3 6
STEP 2:
1 2 1 2 3 6
STEP 3:
1 2 1 2 3 6ROUND 2STEP 0:
1 2 1 2 3 6
STEP 1:
1 1 2 2 3 6
STEP 2:
1 1 2 2 3 6ROUND 3STEP 0:
1 1 2 2 3 6
STEP 1:
1 1 2 2 3 6ROUND 4STEP 0:
1 1 2 2 3 6
2. 改进版本
void BubbleSort_Advance_Output(int* pData, int size)
{if (nullptr == pData || size <= 0) return;for (int i = 0; i < size - 1; ++i) // 轮数为size - 1{bool hasSwap = false;std::cout << std::endl << "ROUND " << i << std::endl << std::endl;for (int j = 0; j < size - 1 - i; ++j) // 注意j的上限为size-1-i, 确保j+1不越界{if (pData[j] > pData[j + 1]){std::swap(pData[j], pData[j + 1]);hasSwap = true;}std::cout << "STEP " << j << ":" << std::endl;Print(pData, size);}// 这一轮没有一次交换，说明已经排好序，无需再比较if (!hasSwap) break;}
}
调用输出
ROUND 0STEP 0:
1 2 3 2 1 6
STEP 1:
1 2 3 2 1 6
STEP 2:
1 2 2 3 1 6
STEP 3:
1 2 2 1 3 6
STEP 4:
1 2 2 1 3 6ROUND 1STEP 0:
1 2 2 1 3 6
STEP 1:
1 2 2 1 3 6
STEP 2:
1 2 1 2 3 6
STEP 3:
1 2 1 2 3 6ROUND 2STEP 0:
1 2 1 2 3 6
STEP 1:
1 1 2 2 3 6
STEP 2:
1 1 2 2 3 6ROUND 3STEP 0:
1 1 2 2 3 6
STEP 1:
1 1 2 2 3 6
3. 最终版本
void BubbleSort_Final_Output(int* pData, int size)
{if (nullptr == pData || size <= 0) return;int endIdx = size - 1; // 每次比较的结束位置，从这个位置(包括)之后已经有序int lastSwapIdx = 0; // 每轮中最后交换的位置for (int i = 0; i < size - 1; ++i) // 轮数为size - 1{bool hasSwap = false;std::cout << std::endl << "ROUND " << i << std::endl << std::endl;for (int j = 0; j < endIdx; ++j) // 注意j的上限为size-1-i, 确保j+1不越界{if (pData[j] > pData[j + 1]){std::swap(pData[j], pData[j + 1]);hasSwap = true; lastSwapIdx = j; // 更新需要比较的最终位置}std::cout << "STEP " << j << ":" << std::endl;Print(pData, size);}// 这一轮没有一次交换，说明已经排好序，无需 再比较if (!hasSwap) break;endIdx = lastSwapIdx;}
}
调用输出
ROUND 0STEP 0:
1 2 3 2 1 6
STEP 1:
1 2 3 2 1 6
STEP 2:
1 2 2 3 1 6
STEP 3:
1 2 2 1 3 6
STEP 4:
1 2 2 1 3 6ROUND 1STEP 0:
1 2 2 1 3 6
STEP 1:
1 2 2 1 3 6
STEP 2:
1 2 1 2 3 6ROUND 2STEP 0:
1 2 1 2 3 6
STEP 1:
1 1 2 2 3 6ROUND 3STEP 0:
1 1 2 2 3 6
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