經典算法（一）----冒泡排序----圖解法讓你快速入門

引言

     只要設計到數據，就會涉及到數據的排序問題，比如給你隨機給你五個整數  3，1，5，2，4 。讓你從小到大進行排序，那我們該怎樣纔是實現對這些整數的排序呢 ？

    答案是多種多樣的，比如用冒泡排序、選擇排序、堆排序、歸併排序、快速排序等等，這些排序方法都可以實現對整數排序，而這篇文章要講的就是冒泡排序

本文將從以下幾個問題對冒泡排序進行分析和講解：

1. 什麼是冒泡排序？
2. 冒泡排序的大概過程是什麼？
3. 怎樣用代碼實現冒泡排序？
4. 冒泡排序的代碼詳解。

什麼是冒泡排序？

下面看百度百科對冒泡排序的定義：

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，如果順序（如從大到小、首字母從Z到A）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小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”。

 

冒泡冒泡，顧名思義它的排序過程就像冒泡一樣，它的基本思想就是：對所有的數進行查找，找到最大的數放到最後面， 接下來除了那個最大的數，再對剩餘的數進行查找，把剩餘的數中最大的數放到倒是第二後面，直到所有的數都排序完成。

冒泡排序的大概過程是什麼？

下面拿一個例子說明冒泡排序的大概過程。

冒泡排序的基本思想就是：首先選出來最大的數放到最後面，再選出來第二大的放到最大的數前面，按照前面的方法知道排序完成。

下面來說用冒泡排序對3，1，5，2，4進行排序（從小到排序）

1. 我們首先要選出來這個五個數中最大，選擇方法：首先看第一個數3和第二個數1，拿着3和1比較，發現3>1,交換他倆的位置，這時候這一組數就變成了1，3，5，2，4
2. 再看交換後的第二個數3和第三個數5，發現3<5.符合從小到大，不用交換順序。
3. 再看交換後的第三個數5和第四個數2，發現5>2，交換他倆的位置，這時候這一組數就變成了1，3，2，5，4.
4. 再看交換後的第四個數5和第五個數4，發現5>4，交換他倆的位置，這時候這一組數就變成了1，3，2，4，5
5. 上面的這四步算是第一輪查找，把最大的數字5放到了最後面。下面在及性能第二輪查找
6. 首先看第一個數1和第二個數3，發現1<3，符合條件，不用交換順序
7. 再看第二個數3和第三個數2，發現3>2，交換他倆的位置，這時候這一組數就變成了1，2，3，4，5。
8. 再看第三個數3和第四個數4，發現3<4,符合條件，不用交換順序。
9. 到現在爲止第二輪的查找結束（不用對第五個數5進行比較，因爲他已經是最大的了），通過上面的6-8，把第二大的數4放到了倒數第二個位置。接下來按照上面方法再進行查找即可。

總結：假設一共有n個數，那麼需要n-1上面的查找操作（每一次都會把 “最大的數放到後面”，等進行n-1一次之後，剩餘的1個數不用比較也是最小的數了），而且每一次查找過程中，比較相鄰兩個數的次數還不一樣，第一次需要比較n-1次，第二次需要n-2（最後一個數已經確定，不用比較了）。後面的每次查找都比前面查找的比較次數少一，即第i次查找過程，需要比較n-i次（重要！！！）。

下面再看一個網上冒泡排序的動圖：

 怎樣用代碼實現冒泡排序？

通過上面對3，1，5，2，4的排序過程講解，我們需要明確已知的三個條件

1. 我們要排序的數組有哪些數？數組長度爲多少？
2. 我們要查找的次數爲多少？
3. 每次查找，我們需要比較的次數爲多少？

搞清楚了上面三個條件，我們下面看代碼：

#include<iostream>
using namespace std;
//冒泡排序函數    穩定 
void BubbleSort(int arr[],int len)
{
	int temp;
	for(int i=0;i<len-1;i++)
	{
		for(int j=0;j<len-i-1;j++)
		{
			if(arr[j]>arr[j+1])//交換這兩個數 
			{
				temp=arr[j];
				arr[j]=arr[j+1];
				arr[j+1]=temp;
			}
		}
	}
}
//輸出數組的值
void printf(int arr[],int len)
{
	for(int i=0;i<len;i++)
		cout<<arr[i]<<" ";
	cout<<endl;
}
int main()
{
	//要排序的數組 
	int arr[]={3, 44,38, 5,47,15,36,26,27,2 ,46,4 ,19,50,48};
	int len=15;//要排序的數組長度 
	
	//排序 
	BubbleSort(arr,len);
	
	//輸出 
	printf(arr,len);
	return 0;
}

運行結果：

 

冒泡排序的代碼詳解

1. 上面代碼寫了兩個函數，一個是printf函數，這個是輸出排序後的數組。
2. 另一個函數就BubbleSort函數，在這個函數裏面有一個二重循環，外層循環的的次數就是要查找的次數，內層循環的次數的就是要比較的次數，剛好對應上面說的（這裏數組下標是從0開始的）。
3. 如果對上面代碼有疑問，自己可以按照前面的過程，模擬一邊對3，1，4，5，2的排序過程，就知道代碼是怎樣執行的了 。

本文參考以及引用：

1. 百度百科
2. 圖片動畫