c语言-冒泡排序

### c语言-冒泡排序 #### 知识点解析 本篇文章主要介绍了一种常见的排序算法——冒泡排序，并提供了一个具体的C语言实现示例。冒泡排序是一种简单直观的排序算法，它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。 #### 冒泡排序的基本原理 冒泡排序的基本思想是从第一个元素开始，依次比较相邻的两个元素，如果前一个元素大于后一个元素，则交换它们的位置。每一轮比较都会将当前未排序部分的最大值“冒泡”到数组的末尾。经过第一轮排序后，最大的元素会移动到最后的位置；第二轮则将次大的元素移动到倒数第二个位置；以此类推，直到所有元素都按照升序排列好为止。 #### 优化策略：添加标志位 在传统的冒泡排序过程中，即使序列已经有序，也会执行完整的遍历过程，这无疑增加了不必要的计算量。因此，为了提高效率，可以在排序过程中增加一个标志位`flag`。每次排序前将其初始化为0，表示数组是有序的。在比较过程中，只要发现有元素交换了位置，就将`flag`置为1，表示数组仍然是无序的。当一轮排序完成后，如果`flag`仍然为0，则说明数组已经是有序的，无需继续进行后续的排序操作。 #### 代码分析 ```c #include"stdafx.h" #include"stdio.h" #include"stdlib.h" #define N 5 main() { int a[N], i, j, t, n = 0; int flag = 0; // 用来标记是否发生了交换 printf("** 排序演示 **\n\n"); printf("请输入%d个数字:", N); for (i = 0; i < N; i++) { scanf("%d", &a[i]); } for (i = 0; i < N; i++) // 外层循环控制排序轮数 { flag = 0; // 每一轮排序前重置标志位 for (j = 0; j < N - i - 1; j++) // 内层循环进行两两比较 { if (a[j] > a[j + 1]) { t = a[j]; // 交换元素位置 a[j] = a[j + 1]; a[j + 1] = t; flag = 1; // 发生了交换，置为1 } n++; // 统计外层循环次数 } if (flag == 0) // 如果一轮排序后标志位仍为0，则说明数组已有序 break; // 提前结束排序 } printf("排序后的结果:"); for (i = 0; i < N; i++) { printf("%-4d", a[i]); } printf("\n"); printf("共进行了%d次外层循环\n", n); } ``` - **变量定义与初始化**： - `int a[N], i, j, t, n = 0;`：定义了数组`a`用于存储待排序的整数，`i`和`j`用于循环控制，`t`用于交换元素时的临时存储，`n`用于统计外层循环次数。 - `int flag = 0;`：定义了标志位`flag`，用于判断数组是否已经有序。 - **输入数据**： - 使用`scanf`函数读取用户输入的`N`个整数并存入数组`a`。 - **排序逻辑**： - 通过双重循环实现了冒泡排序的核心逻辑，内层循环负责比较和交换相邻元素，外层循环控制排序的轮数。 - 在每轮排序开始前重置标志位`flag`，如果在一轮排序过程中没有发生任何元素交换，则认为数组已经有序，此时可以提前结束排序。 - **输出结果**： - 输出排序后的数组元素以及外层循环的总次数。 #### 小结 通过上述代码示例，我们可以看到冒泡排序算法虽然简单易懂，但效率较低，特别是对于大数据量的排序。在实际应用中，通常会采用更高效的排序算法（如快速排序、归并排序等）。但对于小规模数据集或者教学目的来说，冒泡排序仍然是一个很好的选择。此外，通过添加标志位来提前终止排序过程可以显著提高冒泡排序的效率，尤其是在处理已经基本有序的数据集时。