冒泡排序算法之C语言实现

冒泡排序的英语名是Bubble Sort，是一种最基础的交换排序方法。

冒泡排序是一种简单的排序算法，它也是一种稳定排序算法。其实现原理是重复扫描待排序序列，并比较每一对相邻的元素，当该对元素顺序不正确时进行交换。一直重复这个过程，直到没有任何两个相邻元素可以交换，就表明完成了排序。

一般情况下，称某个排序算法稳定，指的是当待排序序列中有相同的元素时，它们的相对位置在排序前后不会发生改变。

假设待排序序列为 (5,1,4,2,8)，如果采用冒泡排序对其进行升序（由小到大）排序，则整个排序过程如下所示：
1) 第一轮排序，此时整个序列中的元素都位于待排序序列，依次扫描每对相邻的元素，并对顺序不正确的元素对交换位置，整个过程如下图所示。

可以看到，经过第一轮冒泡排序，从待排序序列中找出了最大数 8，并将其放到了待排序序列的尾部，并入已排序序列中。

2) 第二轮排序，此时待排序序列只包含前 4 个元素，依次扫描每对相邻元素，对顺序不正确的元素对交换位置，整个过程如下图所示。

可以看到，经过第二轮冒泡排序，从待排序序列中找出了最大数 5，并将其放到了待排序序列的尾部，并入已排序序列中。

3) 第三轮排序，此时待排序序列包含前 3 个元素，依次扫描每对相邻元素，对顺序不正确的元素对交换位置，整个过程如下图所示。

经过本轮冒泡排序，从待排序序列中找出了最大数 4，并将其放到了待排序序列的尾部，并入已排序序列中。

4) 第四轮排序，此时待排序序列包含前 2 个元素，对其进行冒泡排序的整个过程如下图所示。

经过本轮冒泡排序，从待排序序列中找出了最大数 2，并将其放到了待排序序列的尾部，并入已排序序列中。

5) 当进行第五轮冒泡排序时，由于待排序序列中仅剩 1 个元素，无论再进行相邻元素的比较，因此直接将其并入已排序序列中，此时的序列就认定为已排序好的序列（如下图所示）。

冒泡排序算法的实现代码如下（C 语言）：

//冒泡排序算法的简单实现
#include 
int main()
{
	int a[10] = { 21,15,36,3,45,67,-13,99,-10,-2 };
	int n = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
	for (int i = 0; i < n - 1; i++)		//比较的轮数
	{
		for (int j = 0; j < n - 1 - i; j++)		// 每一轮需要比较的次数
		{
			if (a[j] > a[j + 1])		//比较相邻数组元素的大小，顺序不对即交换
			{
				int tmp = a[j + 1];
				a[j + 1] = a[j];
				a[j] = tmp;
			}
		}
		//输出本轮冒泡排序之后的序列
		printf("第%d轮冒泡排序结果： ", i + 1);
		for (int loop = 0; loop < n; loop++)
		{
			printf("%d ", a[loop]);
		}
		printf("\n");
	}
	return 0;
}

运行结果如下

第1轮冒泡排序结果： 15 21 3 36 45 -13 67 -10 -2 99
第2轮冒泡排序结果： 15 3 21 36 -13 45 -10 -2 67 99
第3轮冒泡排序结果： 3 15 21 -13 36 -10 -2 45 67 99
第4轮冒泡排序结果： 3 15 -13 21 -10 -2 36 45 67 99
第5轮冒泡排序结果： 3 -13 15 -10 -2 21 36 45 67 99
第6轮冒泡排序结果： -13 3 -10 -2 15 21 36 45 67 99
第7轮冒泡排序结果： -13 -10 -2 3 15 21 36 45 67 99
第8轮冒泡排序结果： -13 -10 -2 3 15 21 36 45 67 99
第9轮冒泡排序结果： -13 -10 -2 3 15 21 36 45 67 99

通过分析冒泡排序的实现代码可以得知：

该算法的最差时间复杂度为O(n2)，最优时间复杂度为O(n)，平均时间复杂度为 O(n2)。