排序與搜索:冒泡排序

冒泡排序

冒泡排序(英語:Bubble Sort)是一種簡單的排序算法。它重復地遍歷要排序的數列,一次比較兩個元素,如果他們的順序錯誤就把他們交換過來。遍歷數列的工作是重復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。

冒泡排序算法的運作如下:

  • 比較相鄰的元素。如果第一個比第二個大(升序),就交換他們兩個。
  • 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后一對。這步做完后,最后的元素會是最大的數。
  • 針對所有的元素重復以上的步驟,除了最后一個。
  • 持續每次對越來越少的元素重復上面的步驟,直到沒有任何一對數字需要比較。

冒泡排序的分析

交換過程圖示(第一次):

那么我們需要進行n-1次冒泡過程,每次對應的比較次數如下圖所示:

def bubble_sort(alist):
    for j in range(len(alist)-1,0,-1):
        # j表示每次遍歷需要比較的次數,是逐漸減小的
        for i in range(j):
            if alist[i] > alist[i+1]:
                alist[i], alist[i+1] = alist[i+1], alist[i]

li = [54,26,93,17,77,31,44,55,20]
bubble_sort(li)
print(li)

時間復雜度

  • 最優時間復雜度:O(n) (表示遍歷一次發現沒有任何可以交換的元素,排序結束。)
  • 最壞時間復雜度:O(n2)
  • 穩定性:穩定

冒泡排序的演示

效果:

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