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冒泡排序算法,C语言冒泡排序算法详解

冒泡排序是最简单的排序方法,理解起来容易。虽然它的计算步骤比较多,不是最快的,但它是最基本的,初学者一定要掌握。

冒泡排序的原理是:从左到右,相邻元素进行比较。每次比较一轮,就会找到序列中最大的一个或最小的一个。这个数就会从序列的最右边冒出来。

以从小到大排序为例,第一轮比较后,所有数中最大的那个数就会浮到最右边;第二轮比较后,所有数中第二大的那个数就会浮到倒数第二个位置……就这样一轮一轮地比较,最后实现从小到大排序。

比如对下面这个序列进行从小到大排序:

90  21  132  -58  34

第一轮:
1) 90 和 21比,90>21,则它们互换位置:

21  90  132  -58  34

2) 90 和 132 比,90<132,则不用交换位置。
3)132 和 –58 比,132>–58,则它们互换位置:

21  90  -58  132  34

4)132 和 34 比,132>34,则它们互换位置:

21  90  -58  34  132

到此第一轮就比较完了。第一轮的结果是找到了序列中最大的那个数,并浮到了最右边。

比较时,每轮中第 n 次比较是新序列中第 n 个元素和第 n+1 个元素的比较(假如 n 从 1 开始)。

第二轮:
1) 21 和 90 比,21<90,则不用交换位置。
2) 90 和 –58 比,90>–58,则它们互换位置:

21  -58  90  34  132

3) 90 和 34 比,90>34,则它们互换位置:

21  -58  34  90  132

到此第二轮就比较完了。第二轮的结果是找到了序列中第二大的那个数,并浮到了最右边第二个位置。

第三轮:
1) 21 和 –58 比,21>–58,则它们互换位置:

-58  21  34  90  132

2) 21 和 34 比,21<34,则不用交换位置。

到此第三轮就比较完了。第三轮的结果是找到了序列中第三大的那个数,并浮到了最右边第三个位置。

第四轮:
1) –58 和 21 比,–58<21,则不用交换位置。

至此,整个序列排序完毕。从小到大的序列就是“–58 21 34 90 132”。从这个例子中还可以总结出,如果有 n 个数据,那么只需要比较 n–1 轮。而且除了第一轮之外,每轮都不用全部比较。因为经过前面轮次的比较,已经比较过的轮次已经找到该轮次中最大的数并浮到右边了,所以右边的数不用比较也知道是大的。

下面写一个程序:
# include <stdio.h>
int main(void)
{
    int a[] = {900, 2, 3, -58, 34, 76, 32, 43, 56, -70, 35, -234, 532, 543, 2500};
    int n;  //存放数组a中元素的个数
    int i;  //比较的轮数
    int j;  //每轮比较的次数
    int buf;  //交换数据时用于存放中间数据
    n = sizeof(a) / sizeof(a[0]);  /*a[0]是int型, 占4字节, 所以总的字节数除以4等于元素的个数*/
    for (i=0; i<n-1; ++i)  //比较n-1轮
    {
        for (j=0; j<n-1-i; ++j)  //每轮比较n-1-i次,
        {
            if (a[j] < a[j+1])
            {
                buf = a[j];
                a[j] = a[j+1];
                a[j+1] = buf;
            }
        }
    }
    for (i=0; i<n; ++i)
    {
        printf("%dx20", a[i]);
    }
    printf("n");
    return 0;
}
输出结果是:
2500 900 543 532 76 56 43 35 34 32 3 2 -58 -70 -234

程序中,为什么每轮比较的次数是 j<n–1–i,而不是 j<n–1?

因为冒泡排序有一个特点,这个程序是从大到小排序,所以第一轮排序以后,最小的数就会浮到最右面;第二轮排序以后,第二小的数会浮到倒数第二个位置;第三轮排序以后,第三小的数会浮到倒数第三个位置……也就是说,排序多少轮,就有多少个数字已经按排序要求排好了,它们不需要再比较。写 j<n–1 也可以,只不过程序在执行时多做了许多无用功。