數據結構【排序算法】——冒泡排序

算法描述:
冒泡排序（Bubble Sort）是一種簡單的排序算法。它重複地走訪過要排序的數列，一次比較兩個元素，如果他們的順序錯誤就把他們交換過來。走訪數列的工作是重複地進行直到沒有再需要交換，也就是說該數列已經排序完成。這個算法的名字由來是因爲越小的元素會經由交換慢慢“浮”到數列的頂端。
算法步驟:
1、比較相鄰的元素。如果第一個比第二個大，就交換他們兩個。
2、對每一對相鄰元素作同樣的工作，從開始第一對到結尾的最後一對。在這一點，最後的元素應該會是最大的數。
3、針對所有的元素重複以上的步驟，除了最後一個。
4、持續每次對越來越少的元素重複上面的步驟，直到沒有任何一對數字需要比較。
C++代碼實現：
第一種版本：

void Bubble_Sort1(int* array, size_t size)  
{
    for(size_t i = 0;i<size;i++)
    {
        for(size_t j = size-1;j>0;j--)
        {
            if(array[j] < array[j-1])
                std::swap(array[j],array[j-1]);
        }
    }
}

版本二：
下面對其進行優化，設置一個標誌，如果這一趟發生了交換，則爲true，否則爲
false。明顯如果有一趟沒有發生交換，說明排序已經完成。

void Bubble_Sort2(int *array, size_t size)  
{  
       int j, i;  
       bool flag;  

       i = size;  
       flag = true;  
       while (flag)  
       {  
              flag = false;  
              for (j = 1; j < i; j++)  
              {
                     if (array[j - 1] > array[j])  
                     {  
                         std::swap(array[j - 1], array[j]);  
                            flag = true;  
                     } 
              }
              cout << "第 "<< i <<" 輪:" << endl;  
              print(array, size);  
              cout << "----------------------------" << endl; 
              i--;  
       }  
}

版本三、
再做進一步的優化。如果有100個數的數組，僅前面10個無序，後面90個都已排好
序且都大於前面10個數字，那麼在第一趟遍歷後，最後發生交換的位置必定小於
10，且這個位置之後的數據必定已經有序了，記錄下這位置，第二次只要從數組
頭部遍歷到這個位置就可以了。

void Bubble_Sort3(int *array ,size_t size)  
{  
    size_t j, i;  
    int flag;  

    flag = size;  
    while (flag > 0)  
    {  
        i = flag;  
        flag = 0;  
        for (j = 1; j < i; j++)  
            if (array[j - 1] > array[j])  
            {  
            std::swap(array[j - 1], array[j]);  
                flag = j;  
            }  
    }  
}    

冒泡排序畢竟是一種效率低下的排序方法，在數據規模很小時，可以採用。
數據規模比較大時，最好用其它排序方法。

#include <iostream>
using namespace std;

void print(int* array, int count)
{  
    for (int i = 0; i< count; i++) 
    {  
        cout << array[i] << " ";  
    }  
    cout << endl;  
}

void Bubble_Sort1(int* array, size_t size)  
{
    for(size_t i = 0;i<size;i++)
    {
        for(size_t j = size-1;j>0;j--)
        {
            if(array[j] < array[j-1])
                std::swap(array[j],array[j-1]);
        }
        cout << "第 "<< i <<" 輪:" << endl;  
        print(array, size);  
        cout << "----------------------------" << endl; 
    }
}

int main()
{
    int array[] = {21, 25, 49, 25, 16, 8};
    Bubble_Sort1(array,sizeof(array)/sizeof(array[0]));
    cout << "排序最終結果:" << endl;
    print(array, sizeof(array)/sizeof(array[0]));
    return 0;
}

第 0 輪:
8 21 25 49 25 16
----------------------------
第 1 輪:
8 16 21 25 49 25
----------------------------
第 2 輪:
8 16 21 25 25 49
----------------------------
第 3 輪:
8 16 21 25 25 49
----------------------------
第 4 輪:
8 16 21 25 25 49
----------------------------
第 5 輪:
8 16 21 25 25 49
----------------------------
排序最終結果:
8 16 21 25 25 49