【学习分享】小白写算法之冒泡排序篇

前言
一、什么是冒泡排序算法
二、冒泡排序算法如何实现
三、C语言实现算法
四、复杂度计算
五、算法稳定性
六、小结

前言

最近我要学习下数据结构和算法，有兴趣的小伙伴可以点个关注，一起学习。争取写的浅显易懂。如果你看不懂，那一定是我没学到位。

一、什么是冒泡排序算法

冒泡排序，英文bubblesort，是很容易理解的一种排序方式。想象一下泡泡从水底按顺序冒出就有画面了。
在这里插入图片描述
比如原来有一组6位数序列{4,5,6,3,1,2}
按顺序依次从小到大排列，下面的动图演示了冒泡排序算法。

二、冒泡排序算法如何实现

那么如何实现冒泡排序算法呢？
还是以动图数组{4,5,6,3,1,2}为例，需要执行6轮，每1轮（设为第i轮）要把遍历后最大的数冒泡到第(6-i)的位置。
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然后看看第i轮冒泡排序做了什么

比如第1轮先把最大数6经过前后比较找了出来，然后把最大数6冒泡到第5的位置。
怎么找到最大数6，通过前后比较，所以是先4和5比较，不需要交换。5和6比较，不需要交换。6和3比较，交换。6和1比较，交换。6和2比较，交换。一共交换5次，结束第1轮。后面每1轮都是执行一样的循环逻辑。
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在第i轮的时候，我们用第j位的数和第j+1位的数进行比较，如果第j+1位的数大于第j位的数，那么就互换；否则就不互换，保持原状。

那么关于冒泡排序算法我们已经基本搞清楚了。

三、C语言实现算法

我们设要比较的数组为arr[]
那么用C语言实现冒泡排序算法的代码就可以写出来了。

#include<stdio.h>

void bubblesort(int arr[],int n) //冒泡排序算法
{
    
    
   int temp;
    for(int i=0;i<n-1;i++)
        for(int j=0;j<n-i-1;j++)
            if(arr[j]>arr[j+1])  //如果前一个数＞后一个数，那么前后两个数互换
		          {
    
    
		            temp = arr[j+1]; 
		            arr[j+1] = arr[j];
		            arr[j] = temp;   
		          }
}

void print(int arr[],int n)  //打印数组
{
    
    
	for(int i=0;i<n;i++)
		  printf("%d ",arr[i]);
}

int main()
{
    
    
    int arr[6] ={
    
    4,5,6,3,1,2};

      printf("冒泡排序前的数组为");
  	  print(arr,6);
      bubblesort(arr,6); //调用冒泡算法
      printf("\n冒泡排序后的数组为");
      print(arr,6);
}

用gcc编译并运行可以得到升序的数组序列，符合预期。
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四、复杂度计算

时间复杂度
关于时间复杂度的计算可以看下面这篇文章，浅显易懂。
各位学弟学妹，别再看教材了，时间复杂度看这篇就好了

还是以序列{4,5,6,3,1,2}为例，那么我们一共执行了5+4+3+2+1=15次，推广到n次就是n*(n-1)/2次，那么时间复杂度就是n^2次。
也可以这么理解，c代码中有两个n的嵌套执行语句，那么时间复杂度就是n^2。
记为O(n^2)。
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时间复杂度有时候还会考虑最好最坏的情况下的计算，有点超纲了，可以了解下。
冒泡排序最佳情况的时间复杂度，为什么是O(n）
关于最好情况，最坏情况，平均情况复杂度，请参考如下总结文章。
10种排序算法的复杂度，比较，与实现