氣泡排序 python實現及優化

氣泡排序原理

1.比較相鄰的元素。如果第乙個比第二個大，就交換他們兩個；否則，位置不變。

2.對每一對相鄰元素做同樣的工作，從開始第一對到結尾的最後一對。最後的元素應該會是最大的數。

3.針對所有的元素重複以上的步驟，除了最後乙個。

4.持續每次對越來越少的元素重複上面的步驟，直到沒有任何一對數字需要比較。

python實現

根據氣泡排序的定義，我們可以用python**實現

def
bubble_sort
(items)
:for i in
range
(len
(items)-1
):#i變數用來控制排序迴圈的次數（比如 n個數，需要進行 n-1次氣泡排序）
for j in
range
(len
(items)-1
- i)
:#j變數控制冒泡過程，即相鄰兩元素比較，每次排完一次序，最後乙個元素可以不參與下一次排序，所以要減去i
if items[j]
> items[j +1]
: items[j]
, items[j +1]
= items[j +1]
, items[j]
i +=
1#統計排序次數
print
('共迴圈%d次'
% i)
return items
arr =[1
,2,8
,4,7
,5,6
]bubble_sort(arr)

執行結果如下：

共迴圈6次
[1, 2, 4, 5, 6, 7, 8]

可以看到，arr陣列共有7個元素，於是進行了6次氣泡排序，成功得出排序陣列。這是最普通的氣泡排序的演算法實現，應該不難理解，但是這種寫法有乙個缺點：假設現在有乙個陣列[6,1,2,3,4,5]，當我們進行完第一次氣泡排序過程後變為[1,2,3,4,5,6]，這時候，陣列已經變成有序的了，程式要是再繼續迴圈就比較浪費資源。為了解決這個問題，就引申出一些優化方法：

氣泡排序優化方法一：

上述陣列[6,1,2,3,4,5]在第一次排序後已經是乙個有序陣列[1,2,3,4,5,6]，當再次進行排序時，會發現任意兩個相鄰元素之間的位置都不會再變動，意味著已經排好序了。利用這個特性，我們可以在程式中新增一面「旗幟」，這面「旗幟」告訴計算機，現在相鄰元素都不再變動位置了，證明已經排好序啦！，可以結束程式了！所以，我們重新指定乙個新的變數，令他初始值為false，當發生位置變動時，我們令它為true，當元素不再變換位置時，我們立刻讓該變數變成初始值false，退出迴圈程式，這樣，就可以減少排序迴圈的次數啦！

看下優化後的氣泡排序演算法**：

def
bubble_sort1
(items)
:for i in
range
(len
(items)-1
):flag =
false
#設定一面『旗幟』，用來控制程式什麼時候結束
for j in
range
(len
(items)-1
- i)
:if items[j]
> items[j +1]
: items[j]
, items[j +1]
= items[j +1]
, items[j]
flag =
true
#發生排序的動作，則賦值為true，證明未排序成功，繼續迴圈；否則，證明排序完成，進入下乙個 『if not flag』語句
i +=1if
not flag:
#排序成功，則退出迴圈
break
print
('共迴圈%d次'
% i)
return items
arr =[1
,2,8
,4,7
,5,6
]bubble_sort1(arr)

執行結果如下：

共迴圈3次
[1, 2, 4, 5, 6, 7, 8]

從執行結果可以看到，迴圈次數由原來6次變成3次，效率提公升一倍哦。

氣泡排序優化方法二：

上面的寫法雖然效率有所提公升，但是還有乙個問題，就是每次都是從左邊到右邊進行比較，這樣效率不高，如果能雙向排序，即當一次從左向右的排序比較結束後，立馬從右向左來一次排序比較。這樣效率一定會更高！這其實就引申出了另外一種，基於氣泡排序改進的排序方法：攪拌排序 / 雞尾酒排序。

看下再次優化後的**：

def
bubble_sort2
(items)
:for i in
range
(len
(items)-1
):flag =
false
for j in
range
(len
(items)-1
- i)
:if items[j]
> items[j +1]
: items[j]
, items[j +1]
= items[j +1]
, items[j]
flag =
true
if flag:
#反向排序
flag =
false
for j in
range
(len
(items)-2
- i,0,
-1):
if items[j -1]
> items[j]
: items[j]
, items[j -1]
= items[j -1]
, items[j]
flag =
true
i +=1if
not flag:
break
print
('共迴圈%d次'
% i)
return items
arr =[1
,2,8
,4,7
,5,6
]bubble_sort2(arr)

看下執行結果：

共迴圈2次
[1, 2, 4, 5, 6, 7, 8]

果然，執行效率又得到提公升了！迴圈次數由之前的3次變成了2次。

時間複雜度

1.若檔案的初始狀態是正序的，一趟掃瞄即可完成排序。所以，氣泡排序最好的時間複雜度為o(n)。

2.若初始檔案是反序的，需要進行n-1趟排序。每趟排序要進行n-i次關鍵字的比較(1≤i≤n-1)，且每次比較都必須移動記錄三次來達到交換記錄位置。在這種情況下，氣泡排序的最壞時間複雜度為o(n2)。

演算法穩定性

氣泡排序就是把小的元素往前調或者把大的元素往後調。比較是相鄰的兩個元素比較，交換也發生在這兩個元素之間。所以，如果兩個元素相等，是不會再交換的；如果兩個相等的元素沒有相鄰，那麼即使通過前面的兩兩交換把兩個相鄰起來，這時候也不會交換，所以相同元素的前後順序並沒有改變，所以氣泡排序是一種穩定排序演算法。

Java 實現氣泡排序及優化

氣泡排序就是按索引逐次比較相鄰的兩個元素，滿足比較條件，則置換，否則不做改變。其優化手段可以從減少記憶體迴圈和外層迴圈著手。最差的冒泡 public void sort1 int ary system.out.println total time system.nanotime starttime ...

python 氣泡排序及優化版

coding utf 8 氣泡排序 import random print 氣泡排序 print 隨機生成乙個列表 list for i in range 8 num random.choice range 100 print list print 氣泡排序後 for i in range len ...

氣泡排序及優化

氣泡排序的基本思路是每次將相鄰兩個數比較，將小的調到前頭本例按照從小到大排序按此規律如果有n個數，則要進行n 1趟比較。在第1趟比較中要進行n 1次兩兩比較，在第 j 趟比較中要進行 n j 次兩兩比較。實現如下 include define n 10 int main for i 0 i n...

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氣泡排序及優化

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