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C语言冒泡排序教程简介

article 2025/1/7 18:13:01

冒泡排序（Bubble Sort）是一种简单的排序算法，因其工作原理像气泡一样逐渐上浮而得名。其基本思想是通过一轮一轮地比较相邻的元素，将较大的元素逐步“冒泡”到数组的尾部。

在本篇博客中，我们将详细讲解冒泡排序的基本概念，如何在C语言中实现冒泡排序，并提供一些示例来帮助大家理解。

一、冒泡排序的原理

冒泡排序的核心思想是：通过多次遍历数组，将较大的元素逐步交换到数组的末端。每一轮遍历都会将一个最大的元素“冒泡”到正确的位置。

假设我们有一个数组 [5, 3, 8, 4, 2]，冒泡排序的过程如下：

第一轮遍历：
- 比较 5 和 3，因为 5 > 3，交换它们。
- 比较 5 和 8，无需交换。
- 比较 8 和 4，因为 8 > 4，交换它们。
- 比较 8 和 2，因为 8 > 2，交换它们。
第一轮之后，数组变成：[3, 5, 4, 2, 8]。此时，最大值 8 已经排好位置。
第二轮遍历：
- 比较 3 和 5，无需交换。
- 比较 5 和 4，因为 5 > 4，交换它们。
- 比较 5 和 2，因为 5 > 2，交换它们。
第二轮之后，数组变成：[3, 4, 2, 5, 8]。最大值 5 已经排好位置。
第三轮遍历：
- 比较 3 和 4，无需交换。
- 比较 4 和 2，因为 4 > 2，交换它们。
第三轮之后，数组变成：[3, 2, 4, 5, 8]。最大值 4 已经排好位置。
第四轮遍历：
- 比较 3 和 2，因为 3 > 2，交换它们。
第四轮之后，数组变成：[2, 3, 4, 5, 8]。此时，所有元素已经按升序排列。

二、冒泡排序的代码实现

现在，让我们通过C语言代码来实现冒泡排序。

#include <stdio.h>

// 冒泡排序函数
void bubbleSort(int arr[], int n) {
    // 外层循环控制总的轮数
    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
        // 内层循环进行相邻元素的比较与交换
        for (int j = 0; j < n - 1 - i; j++) {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                // 交换元素
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
}

// 输出数组
void printArray(int arr[], int n) {
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}

int main() {
    int arr[] = {5, 3, 8, 4, 2};  // 初始化数组
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);  // 计算数组元素个数

    printf("排序前的数组: ");
    printArray(arr, n);  // 输出排序前的数组

    bubbleSort(arr, n);  // 调用冒泡排序函数

    printf("排序后的数组: ");
    printArray(arr, n);  // 输出排序后的数组

    return 0;
}

三、代码分析

bubbleSort函数
- 外层循环控制冒泡的轮数，每一轮都会将一个最大的元素“冒泡”到正确的位置。
- 内层循环比较相邻的元素，如果前一个元素大于后一个元素，则交换它们的位置。
- 注意：内层循环的次数随着外层循环的进行逐渐减少，因为每轮排序之后，最大的元素已经排好位置。
printArray函数
- 用于输出数组中的元素，帮助我们查看排序前后的数组状态。
main函数
- 创建一个数组，并初始化。
- 输出排序前的数组。
- 调用bubbleSort函数进行排序。
- 输出排序后的数组。