Python实现经典排序算法 --冒泡排序

看多许多人写的Python冒泡算法，实在不够简洁，复杂度为O（n^2）的算法已经对计算机不够友好，代码那么长，对程序员也不那么友好！这里我来总结一下经典排序算法冒泡排序的基本原理以及源代码。

冒泡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。对于一个序列长度为n的列表，需要让计算机比较多次，假设我们要做升序排列，最不利条件下，序列是以降序的方式进行排列，这里一般构建了两个循环，底层循环是比较相邻两个元素的大小，每次比较需要设置一个激活函数，用于判断两个元素的大小，如果前面的元素大于后面的元素，那么激活函数激活，完成两个元素位置的调换，并更新序列；这一个底层循环主要将序列中最大的元素找出来并排到末尾，还有前面n-1个数需要比较，故顶层循环要保证底层循环的次数要达到n次。

代码奉上：

def bubblesort(list):
    if list!=None:
        if len(list)==1:
            pass
        else:
            for i in range(len(list)):
                for j in range(len(list)-1):
                    if list[j]>list[j+1]:
                        list[j],list[j+1]=list[j+1],list[j]
    print (list)
list1=[2,5,4,8,6,1,5]
bubblesort(list1)

out：list1=[ 2, 4, 5, 5, 6, 8]

为了说明原理，我将代码改进一下，展示一下每次底层循环的计算结果

def bubblesort(list):
    if list!=None:
        if len(list)==1:
            pass
        else:
            for i in range(len(list)):
                print('[',i,']')
                for j in range(len(list)-1):
                    if list[j]>list[j+1]:
                        list[j],list[j+1]=list[j+1],list[j]
                        print("'",list,"'")
                    else:
                        print("*",list,"*")
                print('"',list,'"')
    print (list)
list1=[2,5,4,8,6,1,5]
bubblesort(list1)

out:

[ 0 ]
* [2, 5, 4, 8, 6, 1, 5] *
' [2, 4, 5, 8, 6, 1, 5] '
* [2, 4, 5, 8, 6, 1, 5] *
' [2, 4, 5, 6, 8, 1, 5] '
' [2, 4, 5, 6, 1, 8, 5] '
' [2, 4, 5, 6, 1, 5, 8] '
" [2, 4, 5, 6, 1, 5, 8] "
[ 1 ]
* [2, 4, 5, 6, 1, 5, 8] *
* [2, 4, 5, 6, 1, 5, 8] *
* [2, 4, 5, 6, 1, 5, 8] *
' [2, 4, 5, 1, 6, 5, 8] '
' [2, 4, 5, 1, 5, 6, 8] '
* [2, 4, 5, 1, 5, 6, 8] *
" [2, 4, 5, 1, 5, 6, 8] "
[ 2 ]
* [2, 4, 5, 1, 5, 6, 8] *
* [2, 4, 5, 1, 5, 6, 8] *
' [2, 4, 1, 5, 5, 6, 8] '
* [2, 4, 1, 5, 5, 6, 8] *
* [2, 4, 1, 5, 5, 6, 8] *
* [2, 4, 1, 5, 5, 6, 8] *
" [2, 4, 1, 5, 5, 6, 8] "
[ 3 ]
* [2, 4, 1, 5, 5, 6, 8] *
' [2, 1, 4, 5, 5, 6, 8] '
* [2, 1, 4, 5, 5, 6, 8] *
* [2, 1, 4, 5, 5, 6, 8] *
* [2, 1, 4, 5, 5, 6, 8] *
* [2, 1, 4, 5, 5, 6, 8] *
" [2, 1, 4, 5, 5, 6, 8] "
[ 4 ]
' [1, 2, 4, 5, 5, 6, 8] '
* [1, 2, 4, 5, 5, 6, 8] *
* [1, 2, 4, 5, 5, 6, 8] *
* [1, 2, 4, 5, 5, 6, 8] *
* [1, 2, 4, 5, 5, 6, 8] *
* [1, 2, 4, 5, 5, 6, 8] *
" [1, 2, 4, 5, 5, 6, 8] "
[ 5 ]
* [1, 2, 4, 5, 5, 6, 8] *
* [1, 2, 4, 5, 5, 6, 8] *
* [1, 2, 4, 5, 5, 6, 8] *
* [1, 2, 4, 5, 5, 6, 8] *
* [1, 2, 4, 5, 5, 6, 8] *
* [1, 2, 4, 5, 5, 6, 8] *
" [1, 2, 4, 5, 5, 6, 8] "
[ 6 ]
* [1, 2, 4, 5, 5, 6, 8] *
* [1, 2, 4, 5, 5, 6, 8] *
* [1, 2, 4, 5, 5, 6, 8] *
* [1, 2, 4, 5, 5, 6, 8] *
* [1, 2, 4, 5, 5, 6, 8] *
* [1, 2, 4, 5, 5, 6, 8] *
" [1, 2, 4, 5, 5, 6, 8] "
[1, 2, 4, 5, 5, 6, 8]

可以看出，在执行第一次比较过程中，即i=0时，执行第一次底层循环，从第一个元素开始进行比较，list[0]<list[1],故激活函数选择不操作直接返回list并打印；紧接着第二个元素与第三个元素进行比较，list[1]>list[2],激活函数选择交换它们的位置，即4和5交换，返回修改后的list并打印；直到第四个元素，这个元素为list中最大的一个元素，即与后面元素进行比较后，都会更换位置并修改序列，到第六个元素为止，比较结束，这也是为什么底层循环次数只有n-1次，因为只发生了n-1次比较。至此，最大元素会放到最后，依次的我们得出第二大，第三大的元素直至所有排序完成，这里我们共完成49次运算，也就是7^2,故算法复杂度为O（n^2）;

Python实现经典排序算法 --冒泡排序

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