音视频开发系列(52）算法系列 - 冒泡排序

Stl中算法组件是Function template，stl中提供了几十种算法，分为质变算法和非质变算法，主要头文件有 ，我们今天从排序算法开始学习实践。

主流排序算法

我们先来看下主流的排序算法有哪些？
根据时间复杂度的不同，主流的排序算法可以分为3大类

1. 时间复杂度为O(n^2)的排序算法
   冒泡排序
   选择排序
   插入排序

2. 时间复杂度为O(nlogn)的排序算法
   快速排序
   归并排序
   堆排序

3. 时间复杂度为线性的排序算法
   计数排序
   桶排序
   基数排序

Stl中使用的是时间复杂为O(nlogn)的快速排序、堆排序以及时间复杂度为O(n^2)的插入排序。

由于自己对算法这块基础知识的掌握十分薄弱。趁此机会也把算法来学习下，今天我们就从最基础的冒泡排序开始学起。接下来几篇逐一学习其他几种排序算法，最后分析stl中sort的实现。

二、stl中sort的使用

stl的排序算法仅适用于普通数组和部分类型的容器( array、vector、deque )

sort() 函数有 2 种用法，其语法格式分别为：

//方法1: 对 [first, last) 区域内的元素做默认的升序排序,其中first 和 last 都为随机访问迭代器

void sort (RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last);


//方法2: 按照指定的 comp 排序规则，对 [first, last) 区域内的元素进行排序，默认是升序排列，stl中也提供了std::greater降序排列的函数对象

void sort (RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last, Compare comp);

下面我们来实践，使用sort进行排序

#include 
#include
#include

using namespace std;

//声明一个函数对象，用于sort的cmp
struct myclass{
    bool operator()(int x,int y){return x());

   printSortArray(myarray,size);

    return 0;
}

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三、冒泡排序

冒泡排序是指：把相邻的元素两两比较，当一个元素大于右侧相邻元素时，交换它们的位置；否则 位置保持不变。
冒泡排序每一轮都要遍历所有元素，总共遍历（元素个数-1）轮，每一轮之后保证大的排在后面，时间复杂度是O(n^2)

下面我们来实践，实现冒泡排序

#include 
#include

using namespace std;


void printSortArray(int i,int myarray[],int size){
       cout<<"loop = " <myarray[j+1]){
               tmp = myarray[j];
               myarray[j]  =myarray[j+1];
               myarray[j+1] = tmp;
           }
        }
        printSortArray(i,myarray,size);
     
    }
}

int main(void) {
   int myarray[] ={4,3,5,9,2,7,1,8,6};
   int size = sizeof(myarray)/sizeof(myarray[0]) ;
   cout<<"size="<

输出结果如下：

@"size=9\r\n"
@"loop = 1\r\n"
@"3 4 5 2 7 1 8 6 9 \r\n"
@"loop = 2\r\n"
@"3 4 2 5 1 7 6 8 9 \r\n"
@"loop = 3\r\n"
@"3 2 4 1 5 6 7 8 9 \r\n"
@"loop = 4\r\n"
@"2 3 1 4 5 6 7 8 9 \r\n"
@"loop = 5\r\n"
@"2 1 3 4 5 6 7 8 9 \r\n"
@"loop = 6\r\n"
@"1 2 3 4 5 6 7 8 9 \r\n"
@"loop = 7\r\n"
@"1 2 3 4 5 6 7 8 9 \r\n"
@"loop = 8\r\n"
@"1 2 3 4 5 6 7 8 9 \r\n"

可以看到 对数组进行了升序排序。同时也存在两个可优化点

1. 当遍历第6轮后就已经完成了排序，但是后面依旧进行了多次遍历。

2. 第3轮后 5 6 7 8 9已经是有序排列了，但是还是会执行相邻元素冒泡判断

下面小节我们这两个问题进行优化

四、冒泡排序的优化

当完成排序后，不需要再进行后续几轮的遍历。
已经完成排序的部分，不需要每次遍历时再进行比较

针对第一个问题，我们可以在每轮遍历式看看是否还有发生位置交换，如果没有即认为已经完成排序，后续几轮就可以省略了，为此加一个变量进行区分即可。

针对第二个问题，我们可以记录已经排序的头的位置，没轮遍历时，从开始对比到“有序的头位置”即可。为此也要一个变量来记录“有序的头位置”

下面我们来实践

#include 
#include
#include

using namespace std;


void printSortArray(int i,int myarray[],int size){
       cout<<"loop = " <