冒泡排序的算法及其程序实现
python的冒泡排序法
python的冒泡排序法Python是一种高级编程语言，广泛用于数据分析、Web开发和人工智能等领域。
在Python中，冒泡排序法是一种简单且易于理解的排序算法，可以对任何类型的数据进行排序。
下面将介绍Python的冒泡排序法及其实现步骤。
1. 算法原理冒泡排序法通过比较相邻的元素，不断交换位置，将最大的元素逐渐“冒泡”到最后的位置，从而实现排序。
算法遍历数组n-1次，每次将相邻的元素进行比较，并交换位置，将最大的元素移到最后，缩小遍历范围，直到遍历完全。
2. 算法步骤以下是Python中使用冒泡排序法实现排序的步骤：1) 声明排序函数可以使用def关键字声明排序函数，以便在需要时方便调用。
函数的输入参数是待排序的列表，输出结果是已排序的列表。
2) 用嵌套的循环进行比较使用for循环遍历整个列表，同时使用嵌套的for循环比较相邻的元素。
在比较的过程中，如果前一个元素比后一个元素大，就交换它们的位置。
3) 循环的终止条件每次比较完成后，都要将列表长度减1，缩小循环的范围。
当长度为1时，说明已经完成排序，循环终止。
4) 返回排序结果函数执行完成后，返回排序后的列表。
以下是一个使用Python实现冒泡排序法的示例代码：```def bubble_sort(nums):for i in range(len(nums) - 1):for j in range(len(nums) - i - 1):if nums[j] > nums[j + 1]:nums[j], nums[j + 1] = nums[j + 1], nums[j] return nums```3. 算法优化冒泡排序算法的时间复杂度为O(n²)，当数据量较大时，算法的效率会受到很大的限制。
为了提高算法的效率，可以对其进行优化。
一种常见的优化方法是加入免交换优化。
对于已经排好序的列表，不需要进行交换操作，可以通过标志位来避免冗余比较，在某些情况下可以显著提高算法效率。
c语言中的冒泡排序
c语言中的冒泡排序冒泡排序是一种基础的排序算法，其思想是依次将相邻的两个数比较，将较大的数移至后面，较小的数移至前面。
如此反复比较，直到整个序列有序为止。
以下是在C语言中实现冒泡排序的步骤：**Step 1：定义数组和变量**首先需要定义一个需要排序的数组和一些临时变量，用于比较两个数的大小和交换两个数的位置。
例如：```c++int arr[] = { 64, 25, 12, 22, 11 };int n = 5; // 数组的长度int i, j, temp;```**Step 2：实现冒泡排序**接下来，需要使用一个循环来依次比较每个数，并将大的数往后移。
在这个循环中，需要再次嵌套一个循环来比较相邻两个数的大小，如果前面的数大于后面的数，则交换它们的位置。
之后再执行下一轮比较，直到将整个数组排序完成为止。
例如：```c++for (i = 0; i < n - 1; i++) {for (j = 0; j < n - i - 1; j++) {if (arr[j] > arr[j + 1]) {temp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = temp;}}}```在上面的代码中，第一个循环表示需要执行n-1次比较，因为最后一个数不用与任何数比较；第二个循环则表示当前需要比较的数字范围，每比较一次就将范围缩小1，确保大的数能够快速地“浮”到数组的最后端。
**Step 3：输出结果**最后，我们需要将排好序的数组输出。
例如：```c++for (i = 0; i < n; i++) {printf("%d ", arr[i]);}```上述的代码将打印出 `[11, 12, 22, 25, 64]`。
总结：在C语言中，实现冒泡排序需要经过三个步骤，分别是定义数组和变量、实现冒泡排序和输出结果。
尤其是在实现冒泡排序时，需要使用嵌套循环和临时变量，确保程序能够准确比较大小和交换位置，从而排好整个数组的顺序。
冒泡排序计算实验报告
一、实验目的1. 理解冒泡排序算法的基本原理和实现过程。
2. 分析冒泡排序算法的时间复杂度和空间复杂度。
3. 通过实验验证冒泡排序算法在不同数据规模下的性能表现。
二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：Python3.73. 开发环境：PyCharm三、实验内容1. 冒泡排序算法的实现2. 冒泡排序算法的性能测试3. 结果分析四、实验步骤1. 实现冒泡排序算法```pythondef bubble_sort(arr):n = len(arr)for i in range(n):for j in range(0, n-i-1):if arr[j] > arr[j+1]:arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j]return arr```2. 生成测试数据```pythonimport randomdef generate_data(n):return [random.randint(0, 10000) for _ in range(n)]```3. 测试冒泡排序算法性能```pythondef test_bubble_sort():data_sizes = [100, 1000, 10000, 100000]for size in data_sizes:data = generate_data(size)sorted_data = bubble_sort(data.copy())assert sorted_data == sorted(data), "排序结果错误"print(f"数据规模：{size}, 排序耗时：{time.time() - start_time:.4f}秒")start_time = time.time()test_bubble_sort()print(f"实验总耗时：{time.time() - start_time:.4f}秒")```五、结果分析1. 冒泡排序算法的时间复杂度分析冒泡排序算法的时间复杂度主要取决于两层循环的执行次数。
实验报告_冒泡排序法(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解冒泡排序算法的基本原理和操作步骤。
2. 掌握冒泡排序算法的实现方法。
3. 分析冒泡排序算法的时间复杂度和空间复杂度。
4. 通过实验验证冒泡排序算法的效率。
二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：C++3. 开发环境：Visual Studio 2019三、实验原理冒泡排序是一种简单的排序算法，其基本思想是通过多次比较和交换相邻元素，将待排序的序列变为有序序列。
冒泡排序算法的基本步骤如下：1. 从第一个元素开始，相邻的两个元素进行比较，如果它们的顺序错误（即第一个元素大于第二个元素），则交换它们的位置。
2. 重复步骤1，对相邻的元素进行比较和交换，直到整个序列的最后一个元素。
3. 第一轮排序完成后，最大的元素被放置在序列的最后一个位置。
4. 从第一个元素开始，对剩余的元素重复步骤1和步骤2，直到序列的倒数第二个元素。
5. 重复步骤3和步骤4，直到整个序列有序。
四、实验步骤1. 编写冒泡排序算法的C++代码，实现上述算法步骤。
2. 在主函数中创建一个待排序的数组。
3. 调用冒泡排序函数对数组进行排序。
4. 输出排序前后的数组，验证排序结果。
五、实验代码```cppinclude <iostream>using namespace std;// 冒泡排序函数void bubbleSort(int arr[], int n) {for (int i = 0; i < n - 1; i++) {for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) { if (arr[j] > arr[j + 1]) {// 交换相邻元素int temp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = temp;}}}}// 打印数组函数void printArray(int arr[], int n) {for (int i = 0; i < n; i++) {cout << arr[i] << " ";}cout << endl;}int main() {// 创建待排序的数组int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);// 打印排序前的数组cout << "排序前的数组：\n";printArray(arr, n);// 调用冒泡排序函数bubbleSort(arr, n);// 打印排序后的数组cout << "排序后的数组：\n";printArray(arr, n);return 0;}```六、实验结果与分析1. 运行实验程序，输出排序前后的数组，验证排序结果是否正确。
起泡法排序c语言
起泡法排序c语言起泡法排序c语言起泡法排序是一种基本的排序算法，也称为冒泡排序。
它的原理是不断比较相邻两个元素的大小，如果前面的元素大于后面的元素，则交换它们。
这样一趟下来，最大（或最小）的元素就会被排到最后（或最前）。
1. 算法步骤起泡法排序算法步骤如下：1. 从数组的第一个元素开始，依次比较相邻两个元素的大小。
2. 如果前面的元素大于后面的元素，则交换它们。
3. 继续比较下一对相邻元素，直到比较到数组末尾。
4. 重复上述步骤，直到所有元素都被排好序。
2. 代码实现以下是使用C语言实现起泡法排序算法的代码：```cvoid bubbleSort(int arr[], int n){int i, j;for(i = 0; i < n-1; i++){for(j = 0; j < n-i-1; j++){if(arr[j] > arr[j+1]){int temp = arr[j];arr[j] = arr[j+1];arr[j+1] = temp;}}}}```该函数接受一个整数数组和数组长度作为参数，并将数组按升序排序。
它使用两个嵌套的循环来比较相邻的元素，并在必要时交换它们。
3. 时间复杂度起泡法排序算法的时间复杂度为O(n^2)，其中n是数组中元素的数量。
这是因为该算法需要进行n-1趟排序，每趟排序需要比较n-i-1对相邻元素，并在必要时交换它们。
4. 稳定性起泡法排序算法是一种稳定的排序算法。
这意味着如果数组中有两个相等的元素，它们在排序后仍然保持原来的顺序。
5. 优化虽然起泡法排序算法是一种简单而有效的算法，但它也有一些缺点。
其中最明显的缺点是它的时间复杂度较高，当数组规模很大时，效率会非常低下。
为了提高效率，可以对起泡法排序算法进行一些优化。
以下是几种常见的优化方法：（1）加入标志位：如果某一趟扫描没有发生任何交换，则说明数组已经排好序了，可以直接退出循环。
（2）记录最后一次交换位置：由于每一趟扫描都会将当前未排好序部分中最大（或最小）值移到末尾（或开头），因此可以记录最后一次交换位置，以此来确定下一趟扫描的范围。
有关冒泡排序的总结
有关冒泡排序的总结
冒泡排序是一种简单但效率较低的排序算法，它重复地比较相邻的元素，并按照升序或降序交换位置，直到整个数组排序完成。
以下是对冒泡排序的总结：
1. 基本原理：冒泡排序的基本思想是通过相邻元素的比较和交换来实现排序。
每一轮排序会将未排序部分中的最大（或最小）元素冒泡到最后的位置。
2. 算法步骤：
- 从数组的第一个元素开始，比较相邻的两个元素。
- 如果顺序不正确，交换这两个元素的位置。
- 继续向后遍历，重复上述比较和交换的过程，直到最后一个元素。
- 重复以上步骤，直到所有元素都排好序。
3. 时间复杂度：冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)，其中n 是待排序数组的元素个数。
最好情况下，如果待排序数组已经有序，冒泡排序可以通过设置一个标志位来提前结束，此时时间复杂度为O(n)。
4. 空间复杂度：冒泡排序的空间复杂度为O(1)，它只需要一个临时变量用于交换元素的位置。
5. 稳定性：冒泡排序是稳定的，即相等元素的相对位置在排序前后保持不变。
6. 优缺点：
- 优点：冒泡排序的实现简单，易于理解和实现。
- 缺点：冒泡排序的效率较低，尤其在处理大规模数据时。
它需要多次比较和交换操作，即使数组已经有序，也需要进行完整的遍历。
总而言之，冒泡排序是一种简单但效率较低的排序算法，适用于小规模的数据排序。
但在实际应用中，通常会选择更高效的排序算法，如快速排序、归并排序等。
冒泡排序实现代码以及图示详解
冒泡排序实现代码以及图⽰详解⼀、冒泡排序冒泡排序（Bubble Sort），是⼀种计算机科学领域的较简单的排序算法。
它重复地⾛访过要排序的元素列，依次⽐较两个相邻的元素，如果顺序（如从⼤到⼩、⾸字母从Z到A）错误就把他们交换过来。
⾛访元素的⼯作是重复地进⾏直到没有相邻元素需要交换，也就是说该元素列已经排序完成。
这个算法的名字由来是因为越⼩的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端（升序或降序排列），就如同碳酸饮料中⼆氧化碳的⽓泡最终会上浮到顶端⼀样，故名“冒泡排序”。
⼆、算法实现原理1. ⽐较相邻的元素。
如果第⼀个⽐第⼆个⼤，就交换它们两个；2. 对每⼀对相邻元素作同样的⼯作，从开始第⼀对到结尾的最后⼀对，在这⼀点，最后的元素理应会是最⼤的数；3. 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后⼀个；4. 持续每次对越来越少的元素重复上⾯的步骤，直到没有任何⼀对数需要⽐较；三、复杂度分析若⽂件的初始状态是正序的，⼀趟扫描即可完成排序。
所需的关键字⽐较次数C和记录移动次数M均达到最⼩值：所以，冒泡排序最好的时间复杂度为：O（n）若初始⽂件是反序的，需要进⾏n-1趟排序。
每趟排序要进⾏n-i次关键字的⽐较(1≤i≤n-1)，且每次⽐较都必须移动记录三次来达到交换记录位置。
在这种情况下，⽐较和移动次数均达到最⼤值：冒泡排序的最坏时间复杂度为O（n^2）所以，冒泡排序总的时间复杂度为O（n^2）四、稳定性分析冒泡排序就是把⼩的元素往前调或者把⼤的元素往后调。
⽐较是相邻的两个元素⽐较，交换也发⽣在这两个元素之间。
所以，如果两个元素相等，是不会再交换的；如果两个相等的元素没有相邻，那么即使通过前⾯的两两交换把两个相邻起来，这时候也不会交换，所以相同元素的前后顺序并没有改变，所以冒泡排序是⼀种稳定排序算法。
五、算法图⽰分析图⽰过程动图展⽰六、JAVA代码实现1//⽐较函数参考2static boolean less(Comparable v, Comparable w) {3return pareTo(w) < 0;4 }5//交换函数6static void exchange(Object[] a, int i, int j) {7 Object swap = a[i];8 a[i] = a[j];9 a[j] = swap;10 }1112public void bubblesort(Comparable[]a){13int n = a.length;14for(int i=0;i<n-1;i++){//记录已经排序的元素的数量15for(int j=0;j<n-i-1;j++){//开始排序，除去了已经排序了的16if(a[j]<a[j+1]){ //降序排列17 swap(a,j,j+1);18 }19 }20 }21 }七、算法优化针对问题：数据的顺序排好之后，冒泡算法仍然会继续进⾏下⼀轮的⽐较，直到arr.length-1次，后⾯的⽐较没有意义的。
1仿真实验一_冒泡排序实验（用Keil完成）
仿真实验一数据冒泡排序实验一、实验目的[1] 熟悉8051指令系统，掌握程序设计方法。
[2] 了解数据排序的简单算法。
[3] 掌握在Keil uVison下编制和调试内存程序的一般方法二、实验内容[1] 编写并调试一个排序程序，其功能为用冒泡法将内部RAM中，将连续多个单字节无符号的乱序整数，按从小到大的次序重新排列。
三、难点与重点[1] 冒泡排序的算法及实现代码；[2] Keil uVision 中对RAM数据的观察及程序跟踪、调试方法。
四、实验原理及方法有序的数列更有利于查找。
本程序用的是“冒泡排序”法在由低至高的地址空间内将数据由小到大排序，算法是将一个数与后面的数相比较，如果比后面的数大，则交换，如此将所有的数比较一遍后，最大的数就会在数列的最后面。
再进行下一轮比较，找出第二大数据，直到全部数据有序。
在Keil uVision中创建项目，编写程序，并进入调试模式，在内部RAM视图中查看60H~69H的数据内容，程序未执行前，应放入一组随机序列的数据，然后单步执行程序，观察中间执行步骤（留意相邻两个数之间的关系及交换情况），最后连续执行,完成后得到一个由小到大排列的结果，排序过程如图1所示。
图1 排序前后内部RAM的数据五、实验程序要求按下面给出的流程编制程序，实现将内部RAM 60H为首地址开始的10个单元的数据按升序排列排序。
七、思考题[1] 修改程序把存储区中内容按从大到小排列。
[2] 试分析下述C程序，并说明它与本实验的算法有什么不同？for(i=0;i<N-1;i++){ for(j=i+1;j<N;j++){if(a[i]<a[j])temp = a[i];a[i] = a[j];a[j] = temp;}}八、实验报告1. 实验的目的与任务。
2．说明实验原理、画出软件流程图。
3. 调试心得与体会。
4．回答思考题。
5．程序清单。
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a(1)=1，a(2)~a(5)为无序区域。
问题三：比较了几次？交换了几次？比较交换的条件是什么？
比较4次，交换4次，即相邻位置的两个数据比较，如果a(j)<a(j-1)，则交换
问题五：4次比较与交换，可以用VB的哪个算法模式来实现？如何描述
For循环+If选择
根据代码解释：最末位置的数据与前面相邻位置的数据发生比较，如果小于前面位置的数据，则交换；重复这一过程，直到处理完第二个位置的数据与第一个位置的数据为止，完成第一遍加工
关于冒泡排序的算法及程序实现我安排了3个课时，本案例是在教室内完成的2节随堂课，第3课时安排学生上机实践：对键盘输入的一批技能：
了解排序及冒泡排序的概念及特点
掌握冒泡排序算法的原理
初步掌握冒泡排序的程序实现
2、过程与方法：
理解冒泡排序的分析过程，并初步掌握用冒泡排序算法来设计解决简单的排序问题
冒泡排序的算法及其程序实现
浙江省慈溪中学施迪央
教学分析：
本节课是浙江教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《算法与程序设计》第二第3节以及第五章第3节的部分教学内容。
一组不长的数据（如5个），从小到大排序，对学生来说是一件容易的事情，但他们并不知道计算机是怎么实现排序的，同时他们也没见识过计算机对大量数据（如1000个）的排序。学习排序有助于学生对计算机工作原理的认识。冒泡排序对学生来说初次接触，但前面的枚举算法和解析算法的部分内容对学习排序有一定的帮助，如数组变量的定义及使用方法、双重循环的使用方法及特点以及如何通过键盘输入一批数据（即text1_keypress()事件）在前面都已涉及，冒泡排序的学习又可以巩固前面的知识。
问题二：第二遍加工的结果怎样？实现的代码如何？
结果a(2)=3，a(3)~a(5)是无序区域
代码如下：
问题三：第二遍加工，比较了几次，交换了几次？
比较了3次，交换了1次
(3)第三遍加工（边提问边回答，边演示，如图4）
问题一：第三遍加工的结果、过程又如何？语句呢？
第三遍加工的结果：a(3)=4，a(4)~a(5)为无序区域
问题六：比较下面两组代码，你认为哪组好？为什么？
第一组好，因为第一组更清楚表达第一遍的加工过程，也更易理解。
(2)第二遍加工（边提问边回答，边演示，如图3）
图3
问题一：第二遍加工的数据区域为哪些？过程是怎样的？
数据区域为a(2)~a(5)的无序的区域
第五个位置的8与第四位置的4发生比较，不交换；第四个位置的4与第三个位置的3比较，不交换；第三个位置的3与第二个位置的7比较，交换；完成第二遍加工（见图3）
比较了1次，交换了0次
4、5个数据冒泡排序的程序实现
问题一：五个数据通过冒泡排序，完成从小到大的顺序，需要加工几遍？如果是n个数据呢？
4遍，n-1遍
问题二：4遍加工的共同点是什么？不同点又是什么？
相同点：都是重复比较（循环结构），相同的比较方法和相同的交换条件
教学准备：
编写好手动输入一批的数据的冒泡排序的程序
编写好计算机自动生成数据的冒泡排序的程序
课堂中使用的教学课件
教学过程：
一、问题引入
问题一：什么是排序？
所谓排序，把杂乱无章的一列数据变为有序的数据,比如7，3，4，8，1这五个数据从小到大排序，结果是1，3，4，7，8，我们很容易排出来。那么电脑是怎么进行排序的呢？
问题二：一批数据在VB中如何存储的?比如如何存储六位裁判为一位运动员评出的分数?
用数组变量来存储一批类型、作用相同的数据，如分别用d(1),d(2),d(3),d(4),d(5),d(6)来存储六位裁判给出的分数。
问题三：如果运动员的最后得分是从这6个分数中去掉最高分与最低分后的平均分，你认为怎么得到？
演示如下图2：
第五位置（即a(5)）的1与第四位置（即a(4)）的8比较，交换；
第四位置（即a(4)）的1与第三位置（即a(3)）的4比较，交换；
前三位置（即a(3)）的1与第二位置（即a(2)）的3比较，交换；
第二位置（即a(2)）的1与第一位置（即a(1)）的7比较，交换；
图2
说明：当第五个位置的数据1从上升到第一个位置，称为第一遍加工
调整数组d中所有数据的存储位置，使最小的数据存储在d(1)中，最大的数据存储在d(6)中，使所有数据满足：d(1)≤d(2)≤d(3)≤d(4)≤d(5)≤d(6)
二、冒泡排序的算法及程序实现
1、冒泡排序（bubble sort）的思想
在一列数据中把较小的数据逐次向上推移的一种技术。冒泡排序把待排序的n个元素的数组看成是垂直堆放的一列数据，从最下面的一个元素起，自下而上地比较相邻的两个元素中的数据，将较小的数据换到上面的一个元素中。重复这一过程，直到处理完最后两个元素中的数据，称为一遍加工。当第一遍加工完成时，最小数据已经上升到第一个元素位置。然后对余下的n-1个元素重复上述处理过程，直至最后进行余下两个数据的比较和交换。
3、情感态度与价值观：
通过冒泡排序算法的分析过程，培养学生思维的严谨性以及用科学方法解决问题的能力
使学生深入理解计算机的工作原理，激发了学生学习程序兴趣。
教学重点：
冒泡排序算法的原理
教学难点：
分析冒泡排序的实现过程
教学策略：
讲授法与探究法。教师讲授、学生听讲，教师提问、学生动脑，层层深入，步步为营，一切水到渠成。
2、提出待排序的任务
有下面一组数据，7、3、4、8、1，用冒泡法（逐次向上推移）实现从小到大的排序，假如这5个数据分别用数组变量a的５个数组元素a(1)、a(2)、a(3)、a(4)、a(5)来存储
3、冒泡排序的算法及程序初步实现
（1）第一遍加工：
演示：打开冒泡.swf，演示如下图1
图1
问题一：最小数据1是如何进行逐次向上推移到达第一个数据位置的，即a(1)=1？
第五个位置的8与第四个位置4的比较，不交换；第四个位置的4与第三个位置的7比较，交换；完成第三遍加工
实现的语句：
问题二：比较和交换的次数各是多少？
比较了2次，交换了1次
图4
(4)第四遍加工
问题一：第四遍加工的结果？实现的代码？
第四遍加工的结果：a(4)=7，a(5)=8
实现的语句：
问题二：第四遍加工比较、交换的次数各多少？