Bubble Sort冒泡排序

冒泡排序是一种简单的排序算法. 它每次重复的访问过要排序的数列, 一次比较两个元素, 如果他们的顺错误, 就把他们交换过来. 

下面这种图很清晰的解释了什么是冒泡算法.

 具体算法描述如下:

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, 从开始第一队到结尾的最后一对, 这样在最后的元素应该会是最大的数.

3. 针对所有的元素重复以上的步骤, 除了最后一个.

4. 重复步骤1-3, 直到排序完成.

我们来实现以下bubble sort

// int[] intList = new int[] { 2, -2, 6, 4, 5, 3, 7, 8, 11, 14 };
private void BubbleSort1(int[] intList)
        {
            var watch = new Stopwatch();
            watch.Start();
            var count = 0;
            for (int i = 0; i < intList.Length; i++)
            {
                for (int j = 0; j < intList.Length - 1 - i; j++)
                {
                    if (intList[j] > intList[j + 1]) // 相邻元素两两对比
                    {
                        var temp = intList[j + 1]; // 元素交换
                        intList[j + 1] = intList[j];
                        intList[j] = temp;
                    }
                    count++; // 计算次数
                }
            }
            watch.Stop();
            var printOut = string.Empty;
            foreach (var item in intList)
            {
                printOut += " " + item;
            }
            Console.WriteLine($"Result 1: {printOut}");
            Console.WriteLine($"Count time: {count}");
            Console.WriteLine($"Response time {watch.Elapsed.TotalMilliseconds.ToString()}ms");
        }

以上是最简单的算法.

让我们对bubble sort做个改动已达成最优.

这里我们整理一下思路.

当数组有些数字已经排序好 (e.g. 4,5,6,7), 我们遍历比较一次就没有必要再去比较.

因此, 在排序过程中, 我们可能会重复的去多次比较已经排好的序列, 这样就造成了冗余, 当数据量大时, 会明显的耗时.

为解决这个问题, 我们在这里加一个lastIndex索引, 用于标记最后一次交换的位置.

rivate void BubbleSort2(int[] intList)
        {

            var watch = new Stopwatch();
            watch.Start();
            int i = intList.Length - 1;
            int count = 0; // 计数
            while (i > 1)
            {
                int lastChange = 1; // 记录最后一次交换位置
                for (int j = 0; j < i; j++)
                {
                    // 前面比后面大，则进行交换
                    if (intList[j] > intList[j + 1])
                    {
                        intList[j] = intList[j] + intList[j + 1];
                        intList[j + 1] = intList[j] - intList[j + 1];
                        intList[j] = intList[j] - intList[j + 1];
                        lastChange = j; // 每交换一次更新一次
                    }
                    count++;
                }
                i = lastChange;
            }
            watch.Stop();
            var printOut = string.Empty;
            foreach (var item in intList)
            {
                printOut += " " + item;
            }
            Console.WriteLine($"Result 1: {printOut}");
            Console.WriteLine($"Count time: {count}");
            Console.WriteLine($"Response time {watch.Elapsed.TotalMilliseconds.ToString()}ms");
        }