C语言 冒泡排序算法
冒泡排序（Bubble Sort）是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。
冒泡排序对n个项目需要O(n2)的比较次数，且可以原地排序。尽管这个算法是最简单了解和实作的排序算法之一，但它对于少数元素之外的数列排序是很没有效率的。
冒泡排序是与插入排序拥有相等的执行时间，但是两种法在需要的交换次数却很大地不同。在最坏的情况，冒泡排序需要O(n2)次交换，而插入排序只要最多O(n)交换。冒泡排序的实现（类似下面）通常会对已经排序好的数列拙劣地执行（O(n2)），而插入排序在这个例子只需要O(n)个运算。因此很多现代的算法教科书避免使用冒泡排序，而用插入排序取代之。冒泡排序如果能在内部循环第一次执行时，使用一个旗标来表示有无需要交换的可能，也有可能把最好的复杂度降低到O(n)。在这个情况，在已经排序好的数列就无交换的需要。若在每次走访数列时，把走访顺序和比较大小反过来，也可以稍微地改进效率。有时候称为往返排序，因为算法会从数列的一端到另一端之间穿梭往返。
使用冒泡排序为一列数字进行排序的过程
冒泡排序算法的运作如下：
由于它的简洁，冒泡排序通常被用来对于程式设计入门的学生介绍算法的概念。
关于冒泡排序的算法实现网上很多，本文采用C语言泛型实现：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void swap(void *vp1, void *vp2, int size){
char buffer[size];
memcpy(buffer, vp1, size);
memcpy(vp1, vp2, size);
memcpy(vp2, buffer, size);
}
int cmp_int(const void *a , const void *b )
{
return *(int *)a - *(int *)b;
}
int cmp_double(const void *a , const void *b )
{
return *(double *)a > *(double *)b ? 1 : -1;
}
void bubbleSort(void *base, int n, int elemsize, int(*cmp)(const void *, const void *))
{
char *q = (char *)base;
char *p = (char *)base + n * elemsize;
while(p > q) {
for(; q != p - elemsize; q += elemsize) {
if(cmp(q, q + elemsize) > 0) {
swap(q, q + elemsize, elemsize);
}
}
q = (char *)base;
p -= elemsize;
}
}
int main(void)
{
//测试数据
int arr1[] = {5, 4, 1, 3, 6, 12, 8, 22, 34,76};
//冒泡排序
bubbleSort(arr1, 10, sizeof(int), cmp_int);
//打印排序结果
int i;
for(i = 0; i < 10; i++)
printf("%d ", arr1[i]);
printf("\n");
double arr2[] = {5.4, 4.8, 1.2, 3.4, 6.7, 12.12, 8.6, 22.12, 34.5, 76.3};
bubbleSort(arr2, 10, sizeof(double), cmp_double);
for(i = 0; i < 10; i++)
printf("%.2f ", arr2[i]);
printf("\n");
}
运行结果如下：
常规实现如下（C语言）：
#include <stdio.h>
void bubbleSort(int arr[], int count)
{
int i = count, j;
int temp;
while(i > 0) {
for(j = 0; j < i - 1; j++) {
if(arr[j] > arr[j + 1]){
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
i--;
}
}
int main()
{
//测试数据
int arr[] = {5, 4, 1, 3, 6};
//冒泡排序
bubbleSort(arr, 5);
//打印排序结果
for(int i = 0; i < 5; i++)
printf("%4d", arr[i]);
}
使用标志的冒泡排序
如果已知数列基本有序，可采用一个标志，减少无谓的判断，提高效率
void bubbleSort(int d[], int size) //假定两两交换发生在数组最后的两个位置
{
int exchange = size - 1;
while(exchange) {
//记录下发生数据交换的位置
int bound = exchange;
exchange = 0; //假定本趟比较没有数据交换
for(int i = 0; i < bound; i++) {
if(d[i] > d[i + 1]) {
swap(&d[i], &d[i+1]);
exchange = i;
}
}
}
}
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