【C语言】_冒泡排序及其优化思路

目录

1. 第一版代码：无忧化版

2. 第二版代码：添加逐趟判断有序的优化版

核心思想：两两相邻的元素进行比较

1. 第一版代码：无忧化版

#include<stdio.h>
void bubble_sort(int* arr, int sz) {
	// 确定趟数: 
	// (对于目标升序的冒泡排序，一趟可实现待排序数中最大数被置于最后）
	// 第0趟结束，待排序数个数：9个，排好序数个数：1个；
	// 第1趟结束：待排序数个数：8个，排好序数个数：2个；
	// 第i趟结束：待排序数个数：sz-1-i个，排好序数个数：i+1个；
	// 对于sz个数，当i=sz-1时，完成所有数的排序，即需排sz-1趟
	int i = 0;
	for (int i = 0; i < sz - 1; i++) {
		// 1趟排序内
		int j = 0;
		// 确定1趟内比较次数：
		// 对于第0趟，待排序数个数：10个，需比较的数的对数：9对
		// 对于第1趟，待排序数个数： 9个，需比较的数的对数：8对
		// 对于第i趟，待排序数个数：sz-i个，需比较的数的对数：sz-1-i对
		for (j = 0; j < sz-1-i; j++) {
			if (arr[j] > arr[j + 1]) {
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
			}
		}
	}
}
void Print(int* arr, int sz) {
	for (int i = 0; i < sz; i++) {
		printf("%d ", *(arr + i));
	}
}
int main() {
	int arr[10] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0};
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	// 调用排序函数（升序）
	bubble_sort(arr,sz);
	// 调用打印函数
	Print(arr, sz);
	return 0;
}

运行结果如下：

2. 第二版代码：添加逐趟判断有序的优化版

第一版代码的测试排序数序列是原本降序，调用冒泡排序实现升序的极端情况；

而当待排序数列不至于极端，即接近目标有序情况时，第一版代码的排序会浪费大量时间与资源；

考虑优化：当某一趟排序过程未发生任何交换时，判定该序列已经有序；

具体优化思路为：设置有序标志flag，在每一趟排序中先假设该序列已经有序（即将flag置1）。若在本趟排序中发生交换（即实际上该序列尚未有序），则将flag再次置0。在排序函数体末尾对flag进行判断，若flag==1则表示本趟未发生交换，终止后续无效的判断趟数；

代码如下：

#include<stdio.h>
void bubble_sort(int* arr, int sz) {
	// 确定趟数: 
	// (对于目标升序的冒泡排序，一趟可实现待排序数中最大数被置于最后）
	// 第0趟结束，待排序数个数：9个，排好序数个数：1个；
	// 第1趟结束：待排序数个数：8个，排好序数个数：2个；
	// 第i趟结束：待排序数个数：sz-1-i个，排好序数个数：i+1个；
	// 对于sz个数，当i=sz-1时，完成所有数的排序，即需排sz-1趟
	int i = 0;
	for (int i = 0; i < sz - 1; i++) {
		// 1趟排序内
		// 假设该序列已经有序：
		int flag = 1;
		int j = 0;
		// 确定1趟内比较次数：
		// 对于第0趟，待排序数个数：10个，需比较的数的对数：9对
		// 对于第1趟，待排序数个数： 9个，需比较的数的对数：8对
		// 对于第i趟，待排序数个数：sz-i个，需比较的数的对数：sz-1-i对
		for (j = 0; j < sz-1-i; j++) {
			if (arr[j] > arr[j + 1]) {
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
				// 进入循环体发生交换<=>序列非有序，将标志重置为0：
				flag = 0;
			}
		}
		// 本趟未交换，则表示序列已经有序，终止后续趟数
		if (flag == 1) {
			break;
		}
	}
}
void Print(int* arr, int sz) {
	for (int i = 0; i < sz; i++) {
		printf("%d ", *(arr + i));
	}
}
int main() {
	int arr[10] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0};
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	// 调用排序函数（升序）
	bubble_sort(arr,sz);
	// 调用打印函数
	Print(arr, sz);
	return 0;
}

运行结果如下：