（1）冒泡排序和其优化

news2024/9/22 5:24:41

一冒泡排序

在这里插入图片描述

1.1 冒泡排序概念

冒泡排序（Bubble Sort）是一种交换排序，基本思想是：两两比较相邻记录的关键字，如果反序则交换，直到没有反序记录位置。

假设要对无序数列{2,3,4,5,6,7,8,1}排序：

冒泡排序规律：每一轮排序两两比较都会把最大的值移动到最后一位，最大值就像在不断的冒泡一样。

1.2 冒泡算法

func BubbleSort(arr []int) {

	if arr == nil || len(arr) < 2 {
		fmt.Println("数组不满足要求")
		return
	}

	// 外层循环：确定扫描的次数
	for i := 1; i <= len(arr) - 1; i++ {
		// 内层循环：一轮扫描内，两两比较，进行交换
		for j := 0; j <= len(arr) - 1 - i; j++ {	 // - i 的原因是后面的元素已经被排序过
			if arr[j] > arr[j + 1] {
				temp := arr[j]
				arr[j] = arr[j + 1]
				arr[j + 1] = temp
			}
		}
	}
}

1.3 冒泡算法优化

如果要排序的数据序列已经完全有序了，那么冒泡算法仍然会按照两两比较策略继续走下去，这是不能容忍的，我们可以先记录该数据序列是否有序，只要内层循环没有发生交换，就证明整个数组现在已经有序，无需外层循环再次排序！

func BubbleSort(arr []int) {
	if arr == nil || len(arr) < 2 {
		fmt.Println("数组不满足要求")
		return
	}
	isSorted := false
	for i := 1; i <= len(arr)-1; i++ {
		isSorted = true
		for j := 0; j < len(arr)-1-i; j++ {
			if arr[j] > arr[j+1] {
				temp := arr[j+1]
				arr[j+1] = arr[j]
				arr[j] = temp
				isSorted = false
			}
		}
		if isSorted {
			break
		}
	}
}

1.4 冒泡排序优化二

显然数据的完全有序概率是很低的，但是数据局部有序的情况概率还是很高的。如果如果最后几个元素都已经是排好的，那么这几个局部有序的数据就无需进行冒泡排序了，如：arr := []int{3, 2, 4, 1, 6, 0, 5, 7, 8, 9}。在1.3优化一的基础上，我们可以通过记录最后一次排序比较的索引，来继续优化：

func BubbleSort(arr []int) {

	if arr == nil || len(arr) < 2 {
		fmt.Println("数组不满足要求")
		return
	}

	isSorted := false
	sortIndex := len(arr) - 1 - 1
	lastIndex := 0 // 记录最后一次交换的位置
	for i := 1; i <= len(arr)-1; i++ {
		isSorted = true
		for j := 0; j <= sortIndex; j++ {
			if arr[j] > arr[j+1] {			// 不能加入等号，这样会造成不稳定
				temp := arr[j]
				arr[j] = arr[j+1]
				arr[j+1] = temp
				isSorted = false
				lastIndex = j
			}
		}
		if isSorted {
			break
		}
		sortIndex = lastIndex
	}
}