c#之冒泡排序的三种实现和性能分析

冒泡排序算法是我们经常见到的尤其是子一些笔试题中.

下面和大家讨论c#中的冒泡排序，笔者提供了三种解决方案,并且会分析各自的性能优劣.

第一种估计大家都掌握的，使用数据交换来实现，这种就不多说了，园子里的各位前辈分析的都很好,搜一下就有很多.

简单贴一下代码：

 1  //定义数组
 2  static int[] nums = new int[] { 100, 99, 45, 56, 67, 78, 98, 8, 7, 65, 55, 43, 32, 23, 35, 36, 38, 37, 120, 150, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 30, 32, 31, 29, 28, 26, 27, 25, 22, 24 };
 3         static void Main(string[] args)
 4         {
 5             Console.WriteLine("冒泡排序之传统方法");
 6             BubblingOne();
 7             Console.ReadKey();
 8         }
 9 /// <summary>
10         /// 冒泡排序,传统数据交换实现
11         /// </summary>
12         static void BubblingOne()
13         {
14             //定义一个需要排序的数组
15 
16             //定义一个临时变量用于数据交换
17             int temp; //临时变量，保存最大值
18             int i, j; //循环变量
19             for (i = 0; i < nums.Length - 1; i++)
20             {
21                 for (j = 0; j < nums.Length - 1 - i; j++)
22                 {
23                     if (nums[j] < nums[j + 1])
24                     {
25                         temp = nums[j];
26                         nums[j] = nums[j + 1];
27                         nums[j + 1] = temp;
28                     }
29                 }
30             }
31             foreach (int c in nums) //用foreach输出排序后的数组元素 
32             {
33                 Console.Write(c + "	");
34             }
35         }

运行结果如下：

接下来我们介绍第二种实现方法：Linq的查询表达式语法的实现.

关于Linq的介绍请参见：

 1   /// <summary>
 2         /// linq 冒泡排序算法
 3         /// </summary>
 4         static void BubblingTwo()
 5         {    
 6             IEnumerable<int> num = from a in nums orderby a descending select a;
 7             foreach (int item in num)
 8             {
 9                 Console.Write(item + "	");
10             }   
11         }

请注意我们实现了泛型接口IEnumerable<T>

IEnumerable<T> 是一个接口，通过该接口，可以使用 foreach 语句来枚举泛型集合类。泛型集合类支持 IEnumerable<T>，就像非泛型集合类（如ArrayList）支持 IEnumerable。

运行结果和第一种方法一致.

你可能已经发现了,代码简洁了许多,有原来的8行缩短为一行,这不正是我们的追求吗？尤其是在面试的时候是否为你节约了大量的时间？

那是否还有其他的方式继续实现冒泡排序呢？答案是肯定的，记住我们是对数组中的数据进行操作，Linq有两个扩展方法OrderByDescending和OrderBy用于对数据排序,请参见：对数据进行排序

第三种实现：使用Linq 的扩展方法OrderByDescending(倒序排列)和OrderBy(正序排列)

  /// <summary>
        /// 使用Linq的扩展方法OrderByDescending
        /// </summary>
        static void BubblingThree()
        {
            IEnumerable<int> num = nums.OrderByDescending(a => a);
            foreach (int item in num)
            {
                Console.Write(item + "	");
            }
        }

代码一如既往的简洁.请注意该方式实现了IEnumerable<T>接口.

也许还有更多的实现方式,但本文只介绍这三种方法.

既然有这么多实现方法,我们应该怎么选择用哪种呢，笔者在这里做了一个简单的性能对比(比较各自的执行时间).

首先我们更新以上代码,加入时间的计算：

在为三种方法加入了上图红色区域代码后，我们比较一下不同数据量三种方法各自的表现

插入5条数据

       //5条数据
        static int[] nums = new int[] { 10, 99, 45, 56, 67 };

结果如下：

从上图我们可以简单得出结论,在小数据量是Linq的查询表达式语法表现最差,使用OrderByDescending方法最佳.

下面我们多加几条数据.

  //15条数据
        static int[] nums = new int[] { 100, 99, 45, 56, 67, 78, 98, 8, 7, 65, 55, 43, 38, 37, 120 };

结果如下：

结果还是OrderByDescending方法领先

我们继续加入数据：

   //50条数据
        static int[] nums = new int[] { 101, 991, 451, 561, 100, 99, 45, 56, 67, 78, 98, 8, 7, 65, 55, 43, 32, 23, 35, 36, 38, 37, 120, 150, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 30, 32, 31, 29, 28, 26, 27, 25, 22, 24 };

结果如下：

从上图中我们可以看到情况发生了变化,第一种方法领先,然而在我们的测试中丝毫没有看到Linq查询表达式语法(感谢@WAKU的批评)的优势,但对于Linq中的扩展方法OrderByDescing()却有不俗的表现;

以上介绍了在C#下的三种冒泡排序方法以及性能分析.由于数据量较小得出结论难免没有说服力,有兴趣的朋友可已多加数据至数万条。

如果对你有帮助，请帮忙推荐一下.

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