一、冒泡排序简介
冒泡排序（Bubble Sort）是一种简单的排序算法，它重复地遍历要排序的列表，每次比较相邻的两项，如果它们的顺序错误就交换它们，直到没有要交换的项为止。冒泡排序算法的时间复杂度为 O(n²)。
二、冒泡排序实现思路
冒泡排序算法的实现思路可以用以下的步骤来描述：
1、比较相邻的元素，如果第一个比第二个大，就交换它们的位置；
2、对每一对相邻的元素都进行步骤1的工作，从开始第一对到结尾最后一对，这样在最后的元素应该会是最大的数；
3、针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个；
4、持续每次对越来越少的元素重复上述步骤，直到没有任何一对数字需要比较为止。
三、Python实现代码
def bubble_sort(arr):
n = len(arr)
# 遍历所有数组元素
for i in range(n):
# Last i elements are already in place
for j in range(0, n-i-1):
# traverse the array from 0 to n-i-1
# Swap if the element found is greater
# than the next element
if arr[j] > arr[j+1] :
arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j]
四、代码解析
1、定义bubble_sort函数，传入一个参数arr，表示待排序的数组；
2、定义变量n，表示数组的长度；
3、通过两个for循环遍历数组，外层循环遍历数组的所有元素，内层循环则遍历数组中前n-i-1个元素，因为最后的n-i-1个元素已经排好序了；
4、当发现arr[j]比arr[j+1]大时，交换这两个元素的位置；
5、最终，得到一个有序的数组。
五、算法优化
冒泡排序算法虽然简单，但是时间复杂度比较高，因此需要对算法进行优化。
1、设置标志位
如果在某次遍历中，没有任何元素被交换，说明数组已经有序，可以停止遍历。
def bubble_sort(arr):
n = len(arr)
# 遍历所有数组元素
for i in range(n):
# Last i elements are already in place
flag = True
for j in range(0, n-i-1):
# traverse the array from 0 to n-i-1
# Swap if the element found is greater
# than the next element
if arr[j] > arr[j+1]:
arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j]
flag = False
# 如果遍历中没有任何元素被交换，说明数组已经有序，可以停止遍历。
if flag:
break
2、优化搜索范围
对于传统的冒泡排序，在每一轮遍历时都要比较整个数组，这样即使数组已经有序，仍然要进行n次遍历。而如果每次遍历时记录最后一次交换的位置，那么后面的元素就已经有序了，可以减少比较次数。
def bubble_sort(arr):
n = len(arr)
# 遍历所有数组元素
for i in range(n):
# Last i elements are already in place
flag = True
# 记录最后一次元素交换的位置
k = n - 1
for j in range(0, k):
# traverse the array from 0 to n-i-1
# Swap if the element found is greater
# than the next element
if arr[j] > arr[j+1]:
arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j]
# 更新最后一次元素交换的位置
k = j
flag = False
# 如果遍历中没有任何元素被交换，说明数组已经有序，可以停止遍历。
if flag:
break
六、总结
冒泡排序是一种简单有效的排序算法，但是时间复杂度比较高，需要使用优化手段来提高效率。Python实现冒泡排序的代码也比较简单，可以方便地进行调试和优化。
原创文章，作者：GXQVW，如若转载，请注明出处：https://www.506064.com/n/333450.html
微信扫一扫 
支付宝扫一扫 