如何用冒泡算法巧妙解决排序难题，不再为数据凌乱抓耳挠腮！

2023-12-29 20:31:15

剖析冒泡算法：原理、优化与应用

什么是冒泡算法？

冒泡算法是一种简单的排序算法，适用于小型数据集。它的工作原理是反复遍历数组，比较相邻元素，并将较大的元素 "冒泡" 到数组末尾。随着每次遍历，数组中最大的元素都会固定在正确的位置。

冒泡算法的实现

def bubble_sort(arr):
    for i in range(len(arr) - 1):
        for j in range(len(arr) - i - 1):
            if arr[j] > arr[j + 1]:
                arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]
    return arr

冒泡算法的时间复杂度

冒泡算法的时间复杂度为 O(n²)，这意味着随着数组规模的增大，算法的运行时间将呈平方级增长。这使其不适用于处理海量数据集。

优化冒泡算法

早期退出优化

早期退出优化利用了冒泡算法的一个特点：如果数组已经有序，则不会发生元素交换。因此，在每一轮遍历中，如果数组中没有发生任何交换，算法将直接退出，无需继续遍历。

def bubble_sort_optimized(arr):
    for i in range(len(arr) - 1):
        swapped = False
        for j in range(len(arr) - i - 1):
            if arr[j] > arr[j + 1]:
                arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]
                swapped = True
        if not swapped:
            break
    return arr

鸡尾酒排序优化

鸡尾酒排序优化是一种双向冒泡排序算法，它从两端交替遍历数组。这种优化策略可以减少数据在数组两端反复移动的情况，从而提高算法效率。

def cocktail_sort(arr):
    while True:
        swapped = False
        for i in range(len(arr) - 1):
            if arr[i] > arr[i + 1]:
                arr[i], arr[i + 1] = arr[i + 1], arr[i]
                swapped = True
        if not swapped:
            break
        swapped = False
        for i in range(len(arr) - 2, 0, -1):
            if arr[i] > arr[i + 1]:
                arr[i], arr[i + 1] = arr[i + 1], arr[i]
                swapped = True
        if not swapped:
            break
    return arr