c++學習之冒泡法排序

冒泡法排序

1、概述

冒泡排序(Bubble Sort),是一種計算機科學領域的較簡單的排序算法。
它重複地走訪過要排序的元素列,依次比較兩個相鄰的元素,如果他們的順序(如從大到小、首字母從A到Z)錯誤就把他們交換過來。走訪元素的工作是重複地進行直到沒有相鄰元素需要交換,也就是說該元素列已經排序完成。
這個算法的名字由來是因爲越大的元素會經由交換慢慢“浮”到數列的頂端(升序或降序排列),就如同碳酸飲料中二氧化碳的氣泡最終會上浮到頂端一樣,故名“冒泡排序”。

2、冒泡法的原理

2.1、原理

冒泡排序算法的原理如下:
比較相鄰的元素。如果第一個比第二個大,就交換他們兩個。
對每一對相鄰元素做同樣的工作,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。
針對所有的元素重複以上的步驟,除了最後一個。
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。

2.2、流程圖

在這裏插入圖片描述

3、冒泡法的時間複雜度及算法穩定性

3.1時間複雜度

若文件的初始狀態是正序的,一趟掃描即可完成排序。所需的關鍵字比較次數C和記錄移動次數M均達到最小值:
在這裏插入圖片描述
所以,冒泡排序最好的時間複雜度爲O(n) 。
若初始文件是反序的,需要進行 趟排序。每趟排序要進行 次關鍵字的比較(1≤i≤n-1),且每次比較都必須移動記錄三次來達到交換記錄位置。在這種情況下,比較和移動次數均達到最大值:
在這裏插入圖片描述
冒泡排序的最壞時間複雜度爲O(n) 。
綜上,因此冒泡排序總的平均時間複雜度爲O(n)。

3.2算法穩定性

冒泡排序就是把小的元素往前調或者把大的元素往後調。比較是相鄰的兩個元素比較,交換也發生在這兩個元素之間。所以,如果兩個元素相等,是不會再交換的;如果兩個相等的元素沒有相鄰,那麼即使通過前面的兩兩交換把兩個相鄰起來,這時候也不會交換,所以相同元素的前後順序並沒有改變,所以冒泡排序是一種穩定排序算法。

4、實現的代碼

至於最後的代碼,則是非常簡單了,我使用vs2017編寫的,對輸入任意個數據進行排序:

#include "pch.h"
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
void maopaofa()
{
 int n[10000]; //儘量多
 int i, j, q;
 int temp;
 cout << "請輸入執行的數字q=";
 cin >> q;
 for (i = 0; i < q; i++) {
  cout << "請輸入n["<<i<<"]=";
  cin >> n[i];
  cout << endl;
 }
 for (i = 0; i < q; i++) {                  //共進行q步
  for (j = 0; j < q - i; j++) {      //在每一步進行q-i次兩兩比較
   if (n[j] > n[j + 1]) {
    temp = n[j];
    n[j] = n[j + 1];
    n[j + 1] = temp;
   }
  }
 }
 cout << "排序後的數據是:";
 cout<< endl;
 for (i = 0; i < q; i++)
 {   
  cout << n[i+1] << " ";
 }
 cout << endl;
}
int main()
{
 maopaofa();  //調用冒泡排序
 cout << endl;
 return 0;
}

運行結果:
在這裏插入圖片描述

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