【python & 冒泡排序算法】

1、原理特点

• 冒泡排序的算法思路在于对无序表进行多趟比较交换
• 每趟包括了多次两两相邻比较，并将逆序的数据项互换位置，最终能将本趟的最大项就位
• 经过n-1趟比较交换，实现整表排序
• 每趟的过程类似于“气泡”在水中不断上浮到水面的经过
• 第1趟比较交换，共有n-1对相邻数据进行比较，一旦经过最大项，则最大项会一路交换到达最后一项
• 第2趟比较交换时，最大项已经就位，需要排序的数据减少为n-1，共有n-2对相邻数据进行比较
• 直到第n-1趟完成后，最小项一定在列表首位，就无需再处理了。

• 第一趟原理图：
  

2、简单排序代码

'''
@ time ：2021年10月21日
@ author ： wupke
@ description: 冒泡排序 算法
'''


import time



def bubbleSort(list):
    for passnum in range (len(list)-1,0,-1):
    # for passnum in range (0,len(list)-1,1):
    #  第 n-1 次
        for i in range(passnum):
            if list[i] > list[i+1]:
                # 错序 交换
                temp = list[i]
                list[i]=list[i+1]
                list[i+1] = temp


list = [22,33,44,55,21,31,45,76,88,54,3,5,7,2]
start = time.clock()
res= bubbleSort(list)
end = time.clock()
print(list)
print("%s排序用时%s" %(list,(end-start)))

3、复杂度分析

• 无序表初始数据项的排列状况对冒泡排序没有影响
• 算法过程总需要n-1趟，随着趟数的增加，比对次数逐步从n-1减少到1，并包括可能发生的数据项交换。
• 比对次数是1~(n-1)的累加：
  
• 比对的时间复杂度是O（n2）

• 关于交换次数，时间复杂度也是O（n2），通常每次交换包括3次赋值最
• 好的情况是列表在排序前已经有序，交换次数为0
• 最差的情况是每次比对都要进行交换，交换次数等于比对次数
• 平均情况则是最差情况的一半

• 冒泡排序通常作为时间效率较差的排序算法，来作为其它算法的对比基准。
• 其效率主要差在每个数据项在找到其最终位置之前，必须要经过多次比对和交换，其中大部分的操作是无效的。
• 但有一点优势，就是无需任何额外的存储空间开销。

4、冒泡算法的性能改进版本

• 通过监测每趟比对是否发生过交换，可以提前确定排序是否完成这也是其它多数排序算法无法做到的令如果某趟比对没有发生任何交换，说明列表已经排好序，可以提前结束算法,达到优化的目的。

# # #  冒泡性能改进  
start1 = time.clock()
def shortBubbleSort(list:str):
    exchanges = True
    # 取到列表元素索引最大值
    passnum = len(alist)-1
    while passnum > 0 and exchanges :
        exchanges  = False
        for i in range(passnum):
            if list[i] > list[i+1]:
                exchanges = True
                # 错序 交换
                temp = list[i]
                list[i]=list[i+1]
                list[i+1] = temp
        # 索引值依次减一        
        passnum = passnum - 1


alist = [22,33,44,55,21,31,45,76,88,54,3,5,7,2]
shortBubbleSort(alist)
print(alist)
end1 = time.clock()
print("%s排序用时%s" %(alist,(end1-start1)))