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：
- 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
- 对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。
- 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
- 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。
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：
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#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）：
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#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
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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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