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冒泡排序(Bubble Sort)是一种典型的交换排序算法,通过交换数据元素的位置进行排序。
一、算法基本思想
(1)基本思想
冒泡排序的基本思想就是:从无序序列头部开始,进行两两比较,根据大小交换位置,直到最后将最大(小)的数据元素交换到了无序队列的队尾,从而成为有序序列的一部分;下一次继续这个过程,直到所有数据元素都排好序。
算法的核心在于每次通过两两比较交换位置,选出剩余无序序列里最大(小)的数据元素放到队尾。
(2)运行过程
冒泡排序算法的运作如下:
1、比较相邻的元素。如果第一个比第二个大(小),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(小)的数。
3、针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后已经选出的元素(有序)。
4、持续每次对越来越少的元素(无序元素)重复上面的步骤,直到没有任何一对数字需要比较,则序列最终有序。
(3)示例
二、算法实现(核心代码)
C++实现:
void bubble_sort(int arr[], int len) { int i, j; for (i = 0; i < len - 1; i++) for (j = 0; j < len - 1 - i; j++) if (arr[j] > arr[j + 1]) swap(arr[j], arr[j + 1]);}
Java实现:
public static void bubble_sort(int[] arr) { int i, j, temp, len = arr.length; for (i = 0; i < len - 1; i++) for (j = 0; j < len - 1 - i; j++) if (arr[j] > arr[j + 1]) { temp = arr[j]; arr[j] = arr[j + 1]; arr[j + 1] = temp; }}
三、算法改进和变种
(1)设置标志变量change
标志变量用于记录每趟冒泡排序是否发生数据元素位置交换。如果没有发生交换,说明序列已经有序了,不必继续进行下去了。
void bubble_sort(int arr[], int len) { int i, j, change=1; for (i = 0; i < len - 1 && change!=0; i++) { change=0; for (j = 0; j < len - 1 - i; j++) if (arr[j] > arr[j + 1]) { swap(arr[j], arr[j + 1]); change = 1; } }}
(2)鸡尾酒排序
鸡尾酒排序又叫定向冒泡排序,搅拌排序、来回排序等,是冒泡排序的一种变形。此算法与冒泡排序的不同处在于排序时是以双向在序列中进行排序。
鸡尾酒排序在于排序过程是先从低到高,然后从高到低;而冒泡排序则仅从低到高去比较序列里的每个元素。它可以得到比冒泡排序稍微好一点的效能,原因是冒泡排序只从一个方向进行比对(由低到高),每次循环只移动一个项目。
以序列(2,3,4,5,1)为例,鸡尾酒排序只需要从低到高,然后从高到低就可以完成排序,但如果使用冒泡排序则需要四次。
但是在乱数序列的状态下,鸡尾酒排序与冒泡排序的效率都很差劲。
void cocktail_sort(int arr[], int len) { int j, left = 0, right = len - 1; while (left < right) { for (j = left; j < right; j++) if (arr[j] > arr[j + 1]) swap(arr[j], arr[j + 1]); right--; for (j = right; j > left; j--) if (arr[j - 1] > arr[j]) swap(arr[j - 1], arr[j]); left++; }}
四、性能(算法时间、空间复杂度、稳定性)分析
(1)时间复杂度
在设置标志变量之后:
当原始序列“正序”排列时,冒泡排序总的比较次数为n-1,移动次数为0,也就是说冒泡排序在最好情况下的时间复杂度为O(n);
当原始序列“逆序”排序时,冒泡排序总的比较次数为n(n-1)/2,移动次数为3n(n-1)/2次,所以冒泡排序在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2);
当原始序列杂乱无序时,冒泡排序的平均时间复杂度为O(n^2)。
(2)空间复杂度
冒泡排序排序过程中需要一个临时变量进行两两交换,所需要的额外空间为1,因此空间复杂度为O(1)。
(3)稳定性
冒泡排序在排序过程中,元素两两交换时,相同元素的前后顺序并没有改变,所以冒泡排序是一种稳定排序算法。
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新的改变
我们对Markdown编辑器进行了一些功能拓展与语法支持,除了标准的Markdown编辑器功能,我们增加了如下几点新功能,帮助你用它写博客:
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功能快捷键
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合理的创建标题,有助于目录的生成
直接输入1次#,并按下space后,将生成1级标题。
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语法后生成一个完美的目录。
如何改变文本的样式
强调文本 强调文本
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H2O is是液体。
210 运算结果是 1024.
插入链接与图片
链接: link.
图片:
带尺寸的图片:
当然,我们为了让用户更加便捷,我们增加了图片拖拽功能。
如何插入一段漂亮的代码片
去博客设置页面,选择一款你喜欢的代码片高亮样式,下面展示同样高亮的 代码片
.
// An highlighted block var foo = 'bar';
生成一个适合你的列表
- 项目
- 项目
- 项目
- 项目
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- 项目2
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- 计划任务
- 完成任务
创建一个表格
一个简单的表格是这么创建的:
项目 | Value |
---|---|
电脑 | $1600 |
手机 | $12 |
导管 | $1 |
设定内容居中、居左、居右
使用:---------:
居中
使用:----------
居左
使用----------:
居右
第一列 | 第二列 | 第三列 |
---|---|---|
第一列文本居中 | 第二列文本居右 | 第三列文本居左 |
SmartyPants
SmartyPants将ASCII标点字符转换为“智能”印刷标点HTML实体。例如:
TYPE | ASCII | HTML |
---|---|---|
Single backticks | 'Isn't this fun?' |
‘Isn’t this fun?’ |
Quotes | "Isn't this fun?" |
“Isn’t this fun?” |
Dashes | -- is en-dash, --- is em-dash |
– is en-dash, — is em-dash |
创建一个自定义列表
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如何创建一个注脚
一个具有注脚的文本。2
注释也是必不可少的
Markdown将文本转换为 HTML。
KaTeX数学公式
您可以使用渲染LaTeX数学表达式 KaTeX:
Gamma公式展示 是通过欧拉积分
你可以找到更多关于的信息 LaTeX 数学表达式here.
新的甘特图功能,丰富你的文章
gantt
dateFormat YYYY-MM-DD
title Adding GANTT diagram functionality to mermaid
section 现有任务
已完成 :done, des1, 2014-01-06,2014-01-08
进行中 :active, des2, 2014-01-09, 3d
计划一 : des3, after des2, 5d
计划二 : des4, after des3, 5d
- 关于 甘特图 语法,参考 这儿,
UML 图表
可以使用UML图表进行渲染。 Mermaid. 例如下面产生的一个序列图::
这将产生一个流程图。:
- 关于 Mermaid 语法,参考 这儿,
FLowchart流程图
我们依旧会支持flowchart的流程图:
- 关于 Flowchart流程图 语法,参考 这儿.
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