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冒泡排序是一种简单的排序算法#xff0c;它通过重复地遍历要排序的列表#xff0c;一次比较两个元素并交换它们的位置#xff0c;如果它们的顺序不正确。这个过程会不断重复#xff0c;直到列表中的所有元素都被排序完成。
用小学的思维来看#xff0c;可…冒泡排序概述
冒泡排序是一种简单的排序算法它通过重复地遍历要排序的列表一次比较两个元素并交换它们的位置如果它们的顺序不正确。这个过程会不断重复直到列表中的所有元素都被排序完成。
用小学的思维来看可以将冒泡排序比喻成“水泡在水中上升”的过程。在排序的过程中大的数字像沉重的石头一样会慢慢沉底而小的数字就像气泡一样会逐渐“冒”到顶部。
小学思维理解冒泡排序
假设有一群小朋友在按身高排队他们站成一排老师要他们从矮到高排列。老师每次会从第一个小朋友开始检查如果发现前面的比后面的高就让他们交换位置。这个过程像是“泡泡”在水里冒上来一样比较小的“泡泡”数字会慢慢浮上来。
具体步骤如下
老师从第一个小朋友开始检查比较第一个和第二个如果第一个比第二个高他们就交换位置。然后再比较第二个和第三个以此类推。这样一轮下来最高的小朋友会被移动到队伍的最后一个位置。接着再重复这个过程从头开始比较忽略已经排好位置的最高小朋友。重复上面的步骤直到所有小朋友都排好位置为止。
冒泡排序的工作原理
依次比较相邻的元素。如果第一个元素比第二个元素大就交换它们的位置。这一趟排序下来最大的元素会被移动到最后。对剩下的元素重复以上过程直到没有需要交换的元素为止。
冒泡排序算法的代码实现
下面分别展示冒泡排序的实现代码包括 C#、C、Java 和 Python。
C#
using System;class BubbleSortExample
{static void BubbleSort(int[] array){int n array.Length;for (int i 0; i n - 1; i){for (int j 0; j n - i - 1; j){if (array[j] array[j 1]){// 交换位置int temp array[j];array[j] array[j 1];array[j 1] temp;}}}}static void Main(){int[] numbers { 64, 34, 25, 12, 22, 11, 90 };Console.WriteLine(排序前: string.Join(, , numbers));BubbleSort(numbers);Console.WriteLine(排序后: string.Join(, , numbers));}
}C
#include iostream
using namespace std;void bubbleSort(int arr[], int n)
{for (int i 0; i n - 1; i){for (int j 0; j n - i - 1; j){if (arr[j] arr[j 1]){// 交换位置int temp arr[j];arr[j] arr[j 1];arr[j 1] temp;}}}
}int main()
{int arr[] {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};int n sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);cout 排序前: ;for (int i 0; i n; i)cout arr[i] ;cout endl;bubbleSort(arr, n);cout 排序后: ;for (int i 0; i n; i)cout arr[i] ;cout endl;return 0;
}JAVA
public class BubbleSortExample {static void bubbleSort(int[] array) {int n array.length;for (int i 0; i n - 1; i) {for (int j 0; j n - i - 1; j) {if (array[j] array[j 1]) {// 交换位置int temp array[j];array[j] array[j 1];array[j 1] temp;}}}}public static void main(String[] args) {int[] numbers {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};System.out.println(排序前: );for (int number : numbers) {System.out.print(number );}bubbleSort(numbers);System.out.println(\n排序后: );for (int number : numbers) {System.out.print(number );}}
}Python
def bubble_sort(arr):n len(arr)for i in range(n - 1):for j in range(n - i - 1):if arr[j] arr[j 1]:# 交换位置arr[j], arr[j 1] arr[j 1], arr[j]numbers [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
print(排序前:, numbers)
bubble_sort(numbers)
print(排序后:, numbers)所有语言中的逻辑大致相同都是通过两个嵌套的循环来实现排序
外层循环控制需要遍历的轮数。每进行一轮排序最大的数字就会移动到最后因此只需进行 n-1 轮n 是数组长度。内层循环比较相邻的两个元素并进行交换。每一轮内层循环都会将最大的元素“冒泡”到末尾。
冒泡排序的特点
优点简单易懂适合小规模数据的排序。缺点效率低下特别是在数据量大的情况下时间复杂度为 O(n^2)O(n2)。适用场景适合对小型数据集合进行排序和学习基础算法时使用。
总结
冒泡排序虽然不是效率最高的排序算法但它是最容易理解的排序算法之一。通过一步一步比较和交换位置任何人都可以理解它的操作流程这使它成为学习排序算法的第一步。希望通过这个“小朋友排队”的例子让更多人能够轻松理解冒泡排序的核心概念。
