冒泡排序(Bubble Sort)是一种简单的排序算法,它通过多次遍历待排序的元素,比较相邻的元素并交换它们,从而将较大(或较小)的元素逐渐“浮”到数列的顶端。这个过程类似于水泡在水中上浮,因此得名“冒泡排序”。
冒泡排序的基本原理如下:
1. 从第一个元素开始,依次比较相邻的两个元素,如果顺序不符合要求(比如升序排序要求前面的元素小于后面的元素),则交换这两个元素的位置,使较大(或较小)的元素“冒泡”到数组的末尾。
2. 经过第一轮遍历后,最大(或最小)的元素会被排到数组最后一个位置。
3. 重复进行以上步骤,每次遍历都会确定一个当前未排序部分的最大(或最小)元素的位置,直到整个数组排序完成。
冒泡排序的特点:
- 冒泡排序是一种稳定的排序算法,相同元素的相对位置不会改变。
- 时间复杂度为 O(n^2),其中 n 是待排序数组的元素个数。在最坏情况下(数组逆序),需要进行 n*(n-1)/2 次比较和交换。
- 冒泡排序是一种原地排序算法,不需要额外的存储空间,只需要少量的辅助空间用于交换。
尽管冒泡排序的效率不高,但由于实现简单,适合用于教学和小规模数据的排序。在实际应用中,通常会选择更高效的排序算法,比如快速排序、归并排序等。以下是使用 C++ 实现冒泡排序的示例代码:
```cpp #include <iostream> #include <vector> void bubbleSort(std::vector<int> &arr) { int n = arr.size(); for (int i = 0; i < n - 1; i++) { for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) { if (arr[j] > arr[j + 1]) { std::swap(arr[j], arr[j + 1]); } } } } int main() { std::vector<int> arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90}; std::cout << "原始数组:" << std::endl; for (int num : arr) { std::cout << num << " "; } std::cout << std::endl; bubbleSort(arr); std::cout << "排序后数组:" << std::endl; for (int num : arr) { std::cout << num << " "; } std::cout << std::endl; return 0; } ```
在这段代码中,`bubbleSort` 函数实现了冒泡排序算法,其中 `std::vector<int> &arr` 是要排序的整数数组。在 `main` 函数中,我们创建了一个整数数组 `arr`,然后调用 `bubbleSort` 函数对其进行排序,并输出排序前后的数组。