冒泡排序之PHP实现

前言

冒泡排序(Bubble Sort)也是一种简单直观的排序算法。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。

作为最简单的排序算法之一,冒泡排序给我的感觉就像 Abandon 在单词书里出现的感觉一样,每次都在第一页第一位,所以最熟悉。冒泡排序还有一种优化算法,就是立一个 flag,当在一趟序列遍历中元素没有发生交换,则证明该序列已经有序。但这种改进对于提升性能来说并没有什么太大作用。

时间复杂度和稳定性

时间复杂度:O(n²)

稳定性:稳定

算法步骤

1、比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。

2、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。这步做完后,最后的元素会是最大的数。

3、针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。

4、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。

动图演示

什么时候最快

当输入的数据已经是正序时(都已经是正序了,我还要你冒泡排序有何用啊)。

什么时候最慢

当输入的数据是反序时(写一个 for 循环反序输出数据不就行了,干嘛要用你冒泡排序呢,我是闲的吗)。

PHP代码实现

function BubbleSort($arr) {
    // 获得数组总长度
    $num = count($arr);
    // 正向遍历数组
    for ($i = 1; $i < $num; $i++) {
        // 反向遍历
        for ($j = $num - 1; $j >= $i ; $j--) {
            // 相邻两个数比较
            if ($arr[$j] < $arr[$j-1]) {
                // 暂存较小的数
                $iTemp = $arr[$j-1];
                // 把较大的放前面
                $arr[$j-1] = $arr[$j];
                // 较小的放后面
                $arr[$j] = $iTemp;
            }
        }
    }
    return $arr;
}

 优化

针对问题:

数据的顺序排好之后,冒泡算法仍然会继续进行下一轮的比较,直到$num-1次,后面的比较没有意义的。

方案:

设置标志位$flag,如果发生了交换$flag设置为true;如果没有交换就设置为false。 这样当一轮比较结束后如果$flag仍为false,即:这一轮没有发生交换,说明数据的顺序已经排好,没有必要继续进行下去。

function BubbleSort($arr) {
    // 获得数组总长度
    $num = count($arr);
    // 正向遍历数组
    for ($i = 1; $i < $num; $i++) {
        $flag = false;
        // 反向遍历
        for ($j = $num - 1; $j >= $i ; $j--) {
            // 相邻两个数比较
            if ($arr[$j] < $arr[$j-1]) {
                // 暂存较小的数
                $iTemp = $arr[$j-1];
                // 把较大的放前面
                $arr[$j-1] = $arr[$j];
                // 较小的放后面
                $arr[$j] = $iTemp;
                $flag = true;
            }
        }
        if(!$flag) break;
    }
    return $arr;
}
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