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冒泡排序
| 此條目没有列出任何参考或来源。 (2020年6月13日) |
冒泡排序（英語：Bubble Sort）又稱為泡式排序，是一種簡單的排序算法。它重複地走訪過要排序的數列，一次比較兩個元素，如果它們的順序錯誤就把它們交換過來。走訪數列的工作是重複地進行直到沒有再需要交換，也就是說該數列已經排序完成。這個算法的名字由來是因為越小的元素會經由交換慢慢「浮」到數列的頂端。
冒泡排序
冒泡排序對個項目需要O()的比較次數，且可以原地排序。儘管這個演算法是最簡單瞭解和實作的排序算法之一，但它對於包含大量的元素的數列排序是很沒有效率的。
冒泡排序是與插入排序擁有相等的漸近時間複雜度，但是兩種算法在需要的交換次數卻很大地不同。在最壞的情況，冒泡排序需要次交換，而插入排序只要最多交換。冒泡排序的實現（類似下面）通常會對已經排序好的數列拙劣地執行（），而插入排序在這個例子只需要個運算。因此很多現代的演算法教科書避免使用冒泡排序，而用插入排序取代之。冒泡排序如果能在內部迴圈第一次執行時，使用一個旗標來表示有無需要交換的可能，也可以把最優情況下的複雜度降低到。在這個情況，已經排序好的數列就無交換的需要。若在每次走訪數列時，把走訪順序反過來，也可以稍微地改進效率。有時候稱為雞尾酒排序，因為演算法會從數列的一端到另一端之間穿梭往返。
冒泡排序演算法的運作如下：
- 比較相鄰的元素。如果第一個比第二個大，就交換它們兩個。
- 對每一對相鄰元素作同樣的工作，從開始第一對到結尾的最後一對。這步做完後，最後的元素會是最大的數。
- 針對所有的元素重複以上的步驟，除了最後一個。
- 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。
由於它的簡潔，冒泡排序通常被用來對於程式設計入門的學生介紹演算法的概念。
伪代码
function bubble_sort (array, length) { var i, j; for(i from 0 to length-1){ for(j from 0 to length-2-i){ if (array[j] > array[j+1]) swap(array[j], array[j+1]) } } } 函數 泡沫排序 輸入 一個陣列名稱為array 其長度為length i 從 0 到 (length - 1) j 從 0 到 (length - 2 - i) 如果 array[j] > array[j + 1] 交換 array[j] 和 array[j + 1] 的值 如果結束 j迴圈結束 i迴圈結束 函數結束
助记码
i∈[0,N-1) //循环N-1遍 j∈[0,N-1-i) //每遍循环要处理的无序部分 swap(j,j+1) //两两排序（升序/降序）
實作範例
C语言
#include <stdio.h> #include <stdbool.h> #define ARR_LEN 255 /* 數組長度上限 */ #define elemType int /* 元素類型 */ /* 泡沫排序 */ /* 1. 從當前元素起，向後依次比較每一對相鄰元素，若逆序則互換 */ /* 2. 對所有元素均重複以上步驟，直至最後一個元素 */ /* elemType arr[]: 排序目標數組; int len: 元素個數 */ void bubbleSort (int arr[], int len) { int i, j,temp; _Bool exchanged = true; for (i=0; exchanged && i<len-1; i++){ /* 外迴圈為排序趟數，len個數進行len-1趟,只有交換過,exchanged值為true才有必要執行迴圈,否則exchanged值為false不執行迴圈 */ exchanged = false; for (j=0; j<len-1-i; j++) { /* 內迴圈為每趟比較的次數，第i趟比較len-i次 */ if (arr[j] > arr[j+1]) { /* 相鄰元素比較，若逆序則互換（升序為左大於右，逆序反之） */ temp = arr[j]; arr[j] = arr[j+1]; arr[j+1] = temp; exchanged = true; /*只有數值互換過, exchanged才會從false變成true,否則數列已經排序完成,exchanged值仍然為false,沒必要排序 */ } } } } int main (void) { int arr[ARR_LEN] = {3,5,1,-7,4,9,-6,8,10,4}; int len = 10; int i; bubbleSort (arr, len); for (i=0; i<len; i++) printf ("%d\t", arr[i]); putchar ('\n'); return 0; } C++
#include <iostream> using namespace std; template<typename T> //整数或浮点数皆可使用,若要使用类(class)或结构体(struct)时必须重载大于(>)运算符 void bubble_sort(T arr[], int len) { int i, j; for (i = 0; i < len - 1; i++) for (j = 0; j < len - 1 - i; j++) if (arr[j] > arr[j + 1]) swap(arr[j], arr[j + 1]); } int main() { int arr[] = { 61, 17, 29, 22, 34, 60, 72, 21, 50, 1, 62 }; int len = (int) sizeof(arr) / sizeof(*arr); bubble_sort(arr, len); for (int i = 0; i < len; i++) cout << arr[i] << ' '; cout << endl; float arrf[] = { 17.5, 19.1, 0.6, 1.9, 10.5, 12.4, 3.8, 19.7, 1.5, 25.4, 28.6, 4.4, 23.8, 5.4 }; len = (float) sizeof(arrf) / sizeof(*arrf); bubble_sort(arrf, len); for (int i = 0; i < len; i++) cout << arrf[i] << ' '<<endl; return 0; } C#
private int[] BubbleSort(int[] array) { var temp = 0; for (int i = 0; i < array.Length; i++) { for (int j = 0; j < array.Length - 1 - i; j++) { if (array[j] > array[j + 1]) { temp = array[j]; array[j] = array[j + 1]; array[j + 1] = temp; } } } return array; } JAVA
private int[] bubbleSort(int[] array) { int temp; for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) { boolean Flag = false; // 是否发生交换。没有交换，提前跳出外层循环 for (int j = 0; j < array.length - 1 - i; j++) { if (array[j] > array[j + 1]) { temp = array[j]; array[j] = array[j + 1]; array[j + 1] = temp; Flag = true; } } if (!Flag) { break; } } return array; } Ruby
class Array def bubble_sort! for i in 0...(size - 1) for j in 0...(size - i - 1) self[j], self[j + 1] = self[j + 1], self[j] if self[j] > self[j + 1] end end self end end puts [22, 34, 3, 32, 82, 55, 89, 50, 37, 5, 64, 35, 9, 70].bubble_sort! JavaScript
Array.prototype.bubble_sort = function() { var i, j, temp; for (i = 0; i < this.length - 1; i++) for (j = 0; j < this.length - 1 - i; j++) if (this[j] > this[j + 1]) { temp = this[j]; this[j] = this[j + 1]; this[j + 1] = temp; } return this; }; var num = [22, 34, 3, 32, 82, 55, 89, 50, 37, 5, 64, 35, 9, 70]; num.bubble_sort(); for (var i = 0; i < num.length; i++) document.body.innerHTML += num[i] + " "; Pascal
輸入：（在程式同目錄下的文本文件：input.txt）
一行：等待排序的數（用空格隔開）；
實例：194 638 124 482 469 245 852 294 484 243 623
輸出：（在程式同目錄下的文本文件：output.txt）
一行：已經排好的數（從小到大）；
實例：124 194 243 245 294 469 482 484 623 638 852
procedure swap(j:longint); //交換過程 begin a[j]:=a[j] xor a[j+1]; a[j+1]:=a[j] xor a[j+1]; a[j]:=a[j] xor a[j+1]; end; procedure bubble_sort; //排序過程 var i,j:longint; flag:boolean; //flag標誌：若一次排序未發現數據交換，則說明數據已經有序，可以結束排序過程 begin for i:=n-1 downto 1 do begin flag:=true; for j:=1 to i do begin if a[j]>a[j+1] then begin swap(j); flag:=false; end; end; if flag then exit; end; end; Python
def bubble_sorted(iterable): new_list = list(iterable) list_len = len(new_list) for i in range(list_len): for j in range(list_len - i - 1): if new_list[j] > new_list[j + 1]: new_list[j], new_list[j + 1] = new_list[j + 1], new_list[j] return new_list 范例：
testlist = [27, 33, 28, 4, 2, 26, 13, 35, 8, 14] print('sorted:', bubble_sorted(testlist)) 輸出：
sorted: [2, 4, 8, 13, 14, 26, 27, 28, 33, 35] Scratch
VB.NET
'泡沫排序由大到小的程式，預先產生一儲存亂數內容的陣列B，使用中斷點check， 'switch 為自定兩數交換的sub Dim i, j, count As Integer For i = 0 To UBound(b) - 1 Dim check As Boolean = False '進入排序後設定一布林變數令其初值為false For j = 0 To UBound(b) - 1 - i If b(j) < b(j + 1) Then switch(b(j), b(j + 1)) check = True '進行檢查程序，若符合交換條件即進行兩數值交換(呼叫sub程序) 並於交換後 '將check的值變更為true(表示有進行交換動作，則此數列尚未呈現最終排列序)， '離開本層for迴圈後再度將check值重設成false count += 1 Next If check = False Then Exit For '檢查進入迴圈後是否進行過數值交換，若check值為false， '則表示排序進行到此時所有數列的值已呈現期望中的順序， '因此尚未進行完的排序檢查動作可提早結束以提升效率。 Next MsgBox("共經過了" & count & "次排序") '泡沫排序由小到大的程式 Dim i, j, count As Integer Dim check As Boolean For i = 0 To UBound(b) - 1 check=false For j = 0 To UBound(b) - 1 - i If b(j) > b(j + 1) Then switch(b(j), b(j + 1)) count += 1 check = True Next If chk = False Then Exit For Next MsgBox("共經過了" & count & "次的排序") '兩數值交換程式 Private Sub switch(ByRef a as integer, ByRef b as integer) Dim c As Integer c = a a = b b = c End Sub PHP
function swap(&$x, &$y) { $t = $x; $x = $y; $y = $t; } function bubble_sort(&$arr) {//php的陣列視為基本型別，所以必須用傳參考才能修改原陣列 for ($i = 0; $i < count($arr) - 1; $i++) for ($j = 0; $j < count($arr) - 1 - $i; $j++) if ($arr[$j] > $arr[$j + 1]) swap($arr[$j], $arr[$j + 1]); } $arr = array(21, 34, 3, 32, 82, 55, 89, 50, 37, 5, 64, 35, 9, 70); bubble_sort($arr); for ($i = 0; $i < count($arr); $i++) echo $arr[$i] . ' '; Rust
pub fn bubble_sort(a: &mut[i32]){ for i in 0..a.len() { for j in i..a.len() { if a[i] > a[j] { a.swap(i, j); } } } } 调用：
let mut a = [5,4,7,1,9]; bubble_sort(&mut a); println!("{:?}", a); Go
// BubbleSort 冒泡排序. data必须实现sort包中的Interface接口 func BubbleSort(data sort.Interface) { n := data.Len() for i := 0; i < n-1; i++ { isChanged := false for j := 0; j < n-1-i; j++ { if data.Less(j, j+1) { data.Swap(j, j+1) isChanged = true } } if !isChanged { break } } } 调用:
// declare a array // this array must implenet sort.Inerface data := sort.IntSlice{22, 34, 3, 40, 18, 4} BubbleSort(data) Objective-C
- (NSArray*) bubbleSort: (NSArray *) unsortedArray { if (unsortedArray.count <= 1) { return unsortedArray; } NSMutableArray *sortedArray = [unsortedArray mutableCopy]; for (int i = 0; i < sortedArray.count-1; i++) { BOOL exchanged = NO; for (int j = 0; j< sortedArray.count-1-i; j++) { if ([sortedArray[j] integerValue] > [sortedArray[j+1] integerValue]) { [sortedArray exchangeObjectAtIndex:j withObjectAtIndex:j+1]; exchanged = YES; } } if (!exchanged) { break; } } return [sortedArray copy]; } Swift
func bubbleSort(unsortedArray: inout [Int]){ guard unsortedArray.count > 1 else{ return } for i in 0 ..< unsortedArray.count-1 { var exchanged = false for j in 0 ..< unsortedArray.count-1-i { if unsortedArray[j] > unsortedArray[j+1] { unsortedArray.swapAt(j, j+1) exchanged = true } } if !exchanged { break } } } // Test var list = [2, 3, 5, 7, 4, 8, 6 ,10 ,1, 9] print(list) bubbleSort(unsortedArray: &list) print(list) Shell
#/bin/bash read -p "Please enter a sequence: " -a num for ((i=0;i<$[${#num[*]}-1];i++));do for((j=0;j<$[$[${#num[*]}-1]-$i];j++));do if [ ${num[$j]} -gt ${num[$[$j+1]]} ];then A=${num[$j]} num[$j]=${num[$[$j+1]]} num[$[$j+1]]=$A fi done done echo ${num[*]} IDL
FUNCTION BubbleSort, arr FOR i = 0, N_ELEMENTS(arr) - 2 DO BEGIN FOR j = i + 1, N_ELEMENTS(arr) - 1 DO BEGIN IF arr[i] GT arr[j] THEN BEGIN temp = arr[i] & arr[i] = arr[j] & arr[j] = temp ENDIF ENDFOR ENDFOR RETURN, arr END Julia (程式語言)
function BubbleSort(A) n = length(A) for i = 1:n for j = 1:(n-i) if(A[j]>A[j+1]) A[j+1],A[j] = A[j],A[j+1] end end end return A end # Main Code A = [16,586,1,31,354,43,3] print(A) # Original Array print(BubbleSort(A)) # Bubble Sort Array