Python实现经典排序算法-冒泡排序

冒泡排序(Bubble Sort)

1.冒泡排序概述

冒泡排序是一种简单的排序算法。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。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。

2.算法思想

• 算法分析:

1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
2. 对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。这步做完后，最后的元素会是最大的数。
3. 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
4. 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。

• 稳定性：稳定
• 算法总结: 冒泡排序对n个项目需要O(n**2)的比较次数，且可以原地排序。尽管这个算法是最简单了解和实现的排序算法之一，但它对于包含大量的元素的数列排序是很没有效率的。

3.代码实现

# 先分析模型,假定数46532,五个数
# ①先从左往右分析,最大数往右边靠
# 46531
# 46531 >> 45631 >> 45361 >> 45316 第一回合
# 45316 >> 43516 >> 43156 第二回合
# 34156 >> 31456 第三回合
# 13456 第四回合

# 冒泡排序,从左往右排序,先把下的放在最左边
def bubble1(list1):
    for i in range(len(list1)-1):
        for j in range(len(list1)-i-1):
            if list1[j] > list1[j+1]:
                list1[j] ,list1[j+1] = list1[j+1] ,list[j]
    return list1

# ②这个从右往左算法,每次把最小的数放在左边
# 46531
# 46513 >> 46153 >> 41653 >> 14653 第一回合
# 14635 >> 14365 >> 13465 第二回合
# 13456 >> 13456 第三回合 这个位置,我们发现他们之前的数比较完之后顺序整符合要求,就不改变位置了
# 13456 第四回合
# 冒泡排序,从右往左排序,先把下的放在最左边
def bubble2(list1):
    for i in range(len(list1)-1):
        for j in range(len(list1)-1,i,-1):
            if list1[j] < list1[j-1]:
                list1[j],list1[j-1] = list1[j-1],list1[j]
    return list1

4.代码优化

冒泡排序如果能在内部循环第一次运行时，使用一个旗标来表示有无需要交换的可能，也可以把最优情况下的复杂度降低到O(n)。在这个情况，已经排序好的数列就无交换的需要。若在每次走访数列时，把走访顺序反过来，也可以稍微地改进效率。

# ③更高效的算法
# 时间复杂度为O(N^2)
# 可以设定一个标记判断这一回合是否发生交换,如果没有发生交换,可以结束这回合排序
# 找一个极限数12345 用从左到右的冒泡法排序
def bubble3(list1):
    count = 0
    for i in range(len(list1)-1):
        flag = True
        for j in range(len(list1)-i-1):
            count += 1
            if list1[j] > list1[j+1]:
                list1[j] ,list1[j+1] = list1[j+1] ,list1[j]
                flag = False
        if flag:
            break
    return list1,count

print(bubble3([2,3,6,4]))

以上代码在python3.7.3环境下测试通过