重温经典排序算法--气泡排序 - 插图 + C/C++ 实现
目录
- 1.冒泡排序算法原理:
- 2.算法性能分析:
- (1)时间复杂度
- (2)算法稳定性
- 3.图解分析
- 4.C/C++实现
1.冒泡排序算法原理:
【说明】这里实现的冒泡排序算法均为从小到大排序
1.比较相邻的元素,如果第一个比第二个大,就交换他们;
2.第一趟排序:第一个和第二个比较,若前者比后者大则交换;第二个和第三个比较满足前者较大则交换;随后依次进行相邻两个数的比较与交换,直到最后一对。第一趟排序结束后,最大的数将会出现在最后一位;
3.第二趟排序:与2相同的步骤进行比较与交换。第二趟排序结束后,第二大的数将会出现在倒数第二位;
【注意】此时第一趟排序之后产生的最大的数不应该参与本趟排序,即已经排好序的数不可参与后续的排序
4.以此类推,之后每趟排序次数依次减少,直到没有任何一对数字需要比较。
2.算法性能分析:
(1)时间复杂度
a.最好状态的时间复杂度:如果初始状态为完全正序,则扫描一趟即可完成排序,此时比较次数C为n-1,移动次数M为0,即
C
=
n
−
1
C=n-1
C=n−1
M
=
0
M=0
M=0最好状态时间复杂度为
O
(
n
)
O(n)
O(n)
b.最坏状态的时间复杂度:如果初始状态为完全反序,则需要进行n-1趟排序,每趟排序要进行n-1次比较,每次比较都需要移动三次,则
C
m
a
x
=
n
(
n
−
1
)
2
=
O
(
n
2
)
C_{max}=\frac{n(n-1)}{2}=O(n^2)
Cmax=2n(n−1)=O(n2)
M
m
a
x
=
3
n
(
n
−
1
)
2
=
O
(
n
2
)
M_{max}=\frac{3n(n-1)}{2}=O(n^2)
Mmax=23n(n−1)=O(n2)最坏状态时间复杂度为
O
(
n
2
)
O(n^2)
O(n2)
综上,冒泡排序平均时间复杂度为 O ( n 2 ) O(n^2) O(n2)
(2)算法稳定性
冒泡排序实质就是把大(小)的元素往后(前)调整,比较相邻的元素,满足前者大于后者则交换,因此,若两元素相等也是不会进行交换的,所以,冒泡排序是一种稳定的排序算法。
3.图解分析
要排序的数组:[8,7,6,5,3]: