冒泡排序

算法思想:

将被排序的记录数组R[1..n]垂直排列,每个记录R[i]看作是重量为R[i].key的气泡。根据轻气泡不能在重气泡之下的原则,从下往上扫描数组R:凡扫描到违反本原则的轻气泡,就使其向上"飘浮"。如此反复进行,直到最后任何两个气泡都是轻者在上,重者在下为止。

(1)初始
  R[1..n]为无序区。

(2)第一趟扫描
  从无序区底部向上依次比较相邻的两个气泡的重量,若发现轻者在下、重者在上,则交换二者的位置。即依次比较(R[n],R[n-1])(R[n-1],R[n-2]),…,(R[2],R[1]);对于每对气泡(R[j+1],R[j]),若R[j+1].key<R[j].key,则交换R[j+1]R[j]的内容。
 第一趟扫描完毕时,"最轻"的气泡就飘浮到该区间的顶部,即关键字最小的记录被放在最高位置R[1]上。

(3)第二趟扫描
  扫描R[2..n]。扫描完毕时,"次轻"的气泡飘浮到R[2]的位置上……

最后,经过n-1趟扫描可得到有序区R[1..n]

注意
  第i趟扫描时,R[1..i-1]R[i..n]分别为当前的有序区和无序区。扫描仍是从无序区底部向上直至该区顶部。扫描完毕时,该区中最轻气泡飘浮到顶部位置R[i]上,结果是R[1..i]变为新的有序区。

算法分析

因为每一趟排序都使有序区增加了一个气泡,在经过n-1趟排序之后,有序区中就有n-1个气泡,而无序区中气泡的重量总是大于等于有序区中气泡的重量,所以整个冒泡排序过程至多需要进行n-1趟排序。

若在某一趟排序中未发现气泡位置的交换,则说明待排序的无序区中所有气泡均满足轻者在上,重者在下的原则,因此,冒泡排序过程可在此趟排序后终止。为此,在下面给出的算法中,引入一个布尔量exchange,在每趟排序开始前,先将其置为FALSE。若排序过程中发生了交换,则将其置为TRUE。各趟排序结束时检查exchange,若未曾发生过交换则终止算法,不再进行下一趟排序。

算法实现

void BubbleSort(SeqList R)
{ //R(l..n)是待排序的文件,采用自下向上扫描,对R做冒泡排序
     int i,j;
     Boolean exchange; //交换标志
     for(i=1;i<n;i++){ //最多做n-1趟排序
       exchange=FALSE; //本趟排序开始前,交换标志应为假
       for(j=n-1;j>=i;j--){ //对当前无序区R[i..n]自下向上扫描,i之前的都已有序
        if(R[j+1].key<R[j].key){//交换记录
          R[0]=R[j+1]; //R[0]不是哨兵,仅做暂存单元
          R[j+1]=R[j];
          R[j]=R[0];
          exchange=TRUE; //发生了交换,故将交换标志置为真
         }
      }
      if(!exchange) //本趟排序未发生交换,提前终止算法
           return;
     } //endfor(外循环)
} //BubbleSort
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