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改进的冒泡排序算法

2024-06-18 20:10| 来源: 网络整理| 查看: 265

冒泡排序算法,是最基本的排序算法, 它属于交换排序。

冒泡排序过程

设想被排序的数组R[1..N]垂直竖立,将每个数据元素看作有重量的气泡,根据轻气泡不能在重气泡之下的原则,从下往上扫描数组R,凡扫描到违反本原则的轻气泡,就使其向上"漂浮"(交换位置),如此反复进行,直至最后任何两个气泡都是轻者在上,重者在下为止。

性能分析

若记录序列的初始状态为"正序",则冒泡排序过程只需进行一趟排序,在排序过程中只需进行n-1次比较,且不移动记录;反之,若记录序列的初始状态为"逆序",则需进行n(n-1)/2次比较和记录移动。因此冒泡排序总的时间复杂度为O(n*n)。

冒泡排序实现

根据扫描方向不同,实现略有不同。

代码如下:

void BubbleSort_1(int a[], int size) { for (int i = 0; i < size -1; i++) { for (int j = size - 1; j > i ; j--) { if (a[j-1] > a[j]) { int temp = a[j-1]; a[j-1] = a[j]; a[j] = temp; } } } }

第一步优化

如果上面代码中,里面一层循环在某次扫描中没有执行交换,则说明此时数组已经全部有序列,无需再扫描了。因此,增加一个标记,每次发生交换,就标记,如果某次循环完没有标记,则说明已经完成排序。

void BubbleSort_2(int a[], int size) { bool bSwaped = true; for (int i = 0; i < size -1; i++) { // 每次先重置为false bSwaped = false; for (int j = size - 1; j > i ; j--) { if (a[j-1] > a[j]) { int temp = a[j-1]; a[j-1] = a[j]; a[j] = temp; bSwaped = true; } } // 如果上一次扫描没有发生交换,则说明数组已经全部有序,退出循环 if (!bSwaped) break; } }

第二步优化

在第一步优化的基础上发进一步思考:如果R[0..i]已是有序区间,上次的扫描区间是R[i..n],记上次扫描时最后 一次执行交换的位置为lastSwapPos,则lastSwapPos在i与n之间,不难发现R[i..lastSwapPos]区间也是有序的,否则这个区间也会发生交换;所以下次扫描区间就可以由R[i..n] 缩减到[lastSwapPos..n]。

void BubbleSort_3(int a[], int size) { int lastSwapPos = 0,lastSwapPosTemp = 0; for (int i = 0; i < size - 1; i++) { lastSwapPos = lastSwapPosTemp; for (int j = size - 1; j >lastSwapPos; j--) { if (a[j - 1] > a[j]) { int temp = a[j - 1]; a[j - 1] = a[j]; a[j] = temp; lastSwapPosTemp = j; } } if (lastSwapPos == lastSwapPosTemp) break; } }



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