C言語 冒泡排序算法詳解及實例

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C言語 冒泡排序算法

冒泡排序（Bubble Sort）是一種復雜的排序算法。它反復地走訪過要排序的數列，一次比擬兩個元素，假如他們的順序錯誤就把他們交流過去。走訪數列的任務是反復地停止直到沒有再需求交流，也就是說該數列曾經排序完成。這個算法的名字由來是由於越小的元素會經由交流漸漸“浮”到數列的頂端。

冒泡排序對n個項目需求O(n2)的比擬次數，且可以原地排序。雖然這個算法是最復雜理解和實作的排序算法之一，但它關於多數元素之外的數列排序是很沒無效率的。

冒泡排序是與拔出排序擁有相等的執行時間，但是兩種法在需求的交流次數卻很大地不同。在最壞的狀況，冒泡排序需求O(n2)次交流，而拔出排序只需最多O(n)交流。冒泡排序的完成（相似上面）通常會對曾經排序好的數列拙劣地執行（O(n2)），而拔出排序在這個例子只需求O(n)個運算。因而很多古代的算法教科書防止運用冒泡排序，而用拔出排序取代之。冒泡排序假如能在外部循環第一次執行時，運用一個旗標來表示有無需求交流的能夠，也有能夠把最好的復雜度降低到O(n)。在這個狀況，在曾經排序好的數列就無交流的需求。若在每次走訪數列時，把走訪順序和比擬大小反過去，也可以略微地改良效率。有時分稱為往復排序，由於算法會從數列的一端到另一端之間穿越往復。

運用冒泡排序為一列數字停止排序的進程

冒泡排序算法的運作如下：

比擬相鄰的元素。假如第一個比第二個大，就交流他們兩個。 對每一對相鄰元素作異樣的任務，從開端第一對到開頭的最後一對。在這一點，最後的元素應該會是最大的數。 針對一切的元素反復以上的步驟，除了最後一個。 繼續每次對越來越少的元素反復下面的步驟，直到沒有任何一對數字需求比擬。

由於它的簡約，冒泡排序通常被用來關於程式設計入門的先生引見算法的概念。

關於冒泡排序的算法完成網上很多，本文采用C言語泛型完成：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

void swap(void *vp1, void *vp2, int size){ 
   char buffer[size];
   memcpy(buffer, vp1, size); 
   memcpy(vp1, vp2, size); 
   memcpy(vp2, buffer, size); 
}

int cmp_int(const void *a , const void *b ) 
{ 
  return *(int *)a - *(int *)b; 
}

int cmp_double(const void *a , const void *b ) 
{ 
   return *(double *)a > *(double *)b ? 1 : -1; 
} 

void bubbleSort(void *base, int n, int elemsize, int(*cmp)(const void *, const void *))
{
  char *q = (char *)base;
  char *p = (char *)base + n * elemsize;
  while(p > q) {
    for(; q != p - elemsize; q += elemsize) {
      if(cmp(q, q + elemsize) > 0) { 
        swap(q, q + elemsize, elemsize);
      }
    }
    q = (char *)base;
    p -= elemsize;
  }
}

int main(void)
{
  //測試數據
  int arr1[] = {5, 4, 1, 3, 6, 12, 8, 22, 34,76};
  //冒泡排序
  bubbleSort(arr1, 10, sizeof(int), cmp_int);
  //打印排序後果
  int i;
  for(i = 0; i < 10; i++)
    printf("%d ", arr1[i]);
  printf("\n");
  double arr2[] = {5.4, 4.8, 1.2, 3.4, 6.7, 12.12, 8.6, 22.12, 34.5, 76.3};
  bubbleSort(arr2, 10, sizeof(double), cmp_double);
  for(i = 0; i < 10; i++)
    printf("%.2f ", arr2[i]);
  printf("\n");
}

運轉後果如下：

慣例完成如下（C言語）：

#include <stdio.h>

void bubbleSort(int arr[], int count)
{
  int i = count, j;
  int temp;
  while(i > 0) {
    for(j = 0; j < i - 1; j++) {
      if(arr[j] > arr[j + 1]){  
        temp = arr[j];
        arr[j] = arr[j + 1];
        arr[j + 1] = temp;
      }
    }
    i--;
  }
 
}
int main()
{
  //測試數據
  int arr[] = {5, 4, 1, 3, 6};
  //冒泡排序
  bubbleSort(arr, 5);
  //打印排序後果
  for(int i = 0; i < 5; i++)
    printf("%4d", arr[i]);
}

運用標志的冒泡排序

假如已知數列根本有序，可采用一個標志，增加無謂的判別，進步效率

void bubbleSort(int d[], int size) //假定兩兩交流發作在數組最後的兩個地位
{
  int exchange = size - 1;
  while(exchange) {
    //記載下發作數據交流的地位
    int bound = exchange;
    exchange = 0;  //假定本趟比擬沒無數據交流
    for(int i = 0; i < bound; i++) {
      if(d[i] > d[i + 1]) {
        swap(&d[i], &d[i+1]);
        exchange = i;
      }
    }
  }
}

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