C语言冒泡排序(附源码和动态图)

简介: 冒泡排序是一种简单的排序算法,其基本思想是通过重复遍历待排序的数列,比较每对相邻元素的值,如果它们的顺序错误(即满足一定的排序条件,如从小到大排序时前一个元素大于后一个元素),就交换它们的位置。这个过程就像水底的气泡一样逐渐向上冒,因此得名“冒泡排序”。

冒泡排序是一个非常简单的排序方法,在C语言中也经常被使用。

接下来为大家展示一下冒泡排序的动图

image.gif 编辑

排序思想:

冒泡排序是一种简单的排序算法,其基本思想是通过重复遍历待排序的数列,比较每对相邻元素的值,如果它们的顺序错误(即满足一定的排序条件,如从小到大排序时前一个元素大于后一个元素),就交换它们的位置。这个过程就像水底的气泡一样逐渐向上冒,因此得名“冒泡排序”。

具体步骤

  1. 遍历数组:从数组的第一个元素开始,直到倒数第二个元素(因为最后一个元素自然就是最大的了,无需再比较)。
  2. 比较与交换:对于每一个元素,与其相邻的下一个元素进行比较。如果当前元素大于下一个元素(以升序排序为例),就交换这两个元素的位置。这样一轮遍历下来,最大的元素就会“冒泡”到数组的末尾。
  3. 重复上述过程:对除了已经排好序的最后一个元素之外的所有元素重复步骤1和步骤2,直到整个数组都有序。

优化

  • 设置标志位:可以在每一轮遍历中设置一个标志位,初始设为false。如果在一轮遍历中没有发生任何交换,则说明数组已经是有序的,这时可以提前结束排序,减少不必要的比较。
  • 记录最后一次交换的位置:由于每一趟排序后,最大的元素都会被放到正确的位置,因此下一轮排序时,实际上不需要再检查已经排好序的部分。可以通过记录最后一次交换的位置,缩小后续遍历的范围。

可以理解为五个同学,不一样高,第一位同学以此去找后面的同学进行比较身高,如果比他矮就站他前面,比他高则不动,剩下人依旧如此。

源码如下

#include <stdio.h>
void bubbleSort(int arr[], int n) {
    int i, j, temp;
    bool swapped; // 优化标志位
    for (i = 0; i < n-1; i++) {
        swapped = false;
        for (j = 0; j < n-i-1; j++) {
            if (arr[j] > arr[j+1]) {
                // 交换 arr[j] 和 arr[j+1]
                temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = temp;
                swapped = true;
            }
        }
        // 如果在这一轮没有发生交换,说明数组已经是有序的
        if (!swapped)
            break;
    }
}
void printArray(int arr[], int size) {
    int i;
    for (i=0; i < size; i++)
        printf("%d ", arr[i]);
    printf("\n");
}
int main() {
    int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
    int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    bubbleSort(arr, n);
    printf("Sorted array: \n");
    printArray(arr, n);
    return 0;
}

image.gif

尽管冒泡排序因为其平均和最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)而不适用于大规模数据排序,但它因为实现简单,易于理解,仍然在教学和小规模数据排序中有其应用场景。

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