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;
}