冒泡排序的基本概念
排序
1 选择排序已知一组无序数据a[1]、a[2]、……a[n]，需将其按升序排列。
首先比较a[1]与a[2]的值，若a[1]大于a[2]则交换两者的值，否则不变。
再比较a[1]与a[3]的值，若a[1]大于a[3]则交换两者的值，否则不变。
再比较a[1]与a[4]，以此类推，最后比较a[1]与a[n]的值。
这样处理一轮后，a[1]的值一定是这组数据中最小的。
再将a[2]与a[3]~a[n]以相同方法比较一轮，则a[2]的值一定是a[2]~a[n]中最小的。
再将a[3]与a[4]~a[n]以相同方法比较一轮，以此类推。
共处理n-1轮后a[1]、a[2]、……a[n]就以升序排列了。
优点：稳定，比较次数与冒泡排序一样；缺点：相对之下还是慢。
2 插入排序已知一组升序排列数据a[1]、a[2]、……a[n]，一组无序数据b[1]、b[2]、……b[m]，需将二者合并成一个升序数列。
首先比较b[1]与a[1]的值，若b[1]大于a[1]，则跳过，比较b[1]与a[2]的值，若b[1]仍然大于a[2]，则继续跳过，直到b[1]小于a数组中某一数据a[x]，则将a[x]~a[n]分别向后移动一位，将b[1]插入到原来a[x]的位置这就完成了b[1]的插入。
b[2]~b[m]用相同方法插入。
（若无数组a，可将b[1]当作n=1的数组a）优点：稳定，快；缺点：比较次数不一定，比较次数越少，插入点后的数据移动越多，特别是当数据总量庞大的时候，但用链表可以解决这个问题。
3 归并排序由希尔在1959年提出，又称希尔排序(shell排序)。
已知一组无序数据a[1]、a[2]、……a[n]，需将其按升序排列。
发现当n不大时，插入排序的效果很好。
首先取一增量d(d<n)，将a[1]、a[1+d]、a[1+2d]……列为第一组，a[2]、a[2+d]、a[2+2d]……列为第二组……，a[d]、a[2d]、a[3d]……列为最后一组以次类推，在各组内用插入排序，然后取d'<d，重复上述操作，直到d=1。
冒泡排序教学设计
print(is_sorted(unsorted_array)) # 应输出 False
```
答案：True, False
例题5：给定一个整数数组，编写一个冒泡排序的变种，使得数组中的所有偶数都排在所有奇数之前，但不需要对偶数或奇数内部进行排序。
```
for i from 0 to n-1
for j from 0 to n-i-1
if array[j] > array[j+1]
swap(array[j], array[j+1])
```
- Python代码示例：
```python
def bubble_sort(arr):
n = len(arr)
```
解答：这个冒泡排序代码的时间复杂度是O(n^2)。外层循环运行n次，内层循环平均运行n/2次，所以总的运行次数约为n*(n/2)，即O(n^2)。
例题3：给定一个整数数组[5, 1, 4, 2, 8]，请使用冒泡排序算法对其进行排序，并输出每轮排序的结果。
解答：
```python
def bubble_sort(arr):
- 遍历序列：从第一个元素开始，比较相邻的两个元素。
- 交换元素：如果相邻的两个元素顺序错误，即前者大于后者，则交换它们的位置。
- 标记有序：如果一轮比较中没有发生任何交换，说明序列已经有序，将布尔变量设为true。
- 结束条件：当布尔变量为true时，排序结束。
3. 冒泡排序的代码实现
- 伪代码：
- 提出问题：引导学生思考日常生活中排序的例子，如排队、整理物品等，并提问：“计算机是如何进行排序的？”
《二、 冒泡排序》作业设计方案-高中信息技术人教版选修1
《冒泡排序》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本次作业旨在让学生掌握冒泡排序的基本概念和算法思想，能够独立编写冒泡排序程序并进行测试。
通过实践操作，锻炼学生的逻辑思维和编程能力。
二、作业内容1. 编写冒泡排序算法，实现排序功能。
要求按照规定的顺序（例如从大到小或从小到大）对一组数据进行排序。
2. 将学生编写的程序进行测试，确保排序结果的正确性。
3. 分析并记录排序过程中可能出现的问题及解决方法。
三、作业要求1. 作业提交：学生将完成的程序代码和测试报告以电子文档的形式提交，文档中需包含程序代码的注释和测试报告的分析。
2. 作业格式：代码文件应采用合适的方式组织，便于阅读和调试；测试报告应详细记录测试过程和结果，分析可能存在的问题。
3. 作业时间：学生应在课后利用课余时间完成作业，确保程序的正确性和完整性。
4. 协作学习：鼓励学生在完成作业的过程中相互交流、讨论，共同解决问题，提高学习效率。
四、作业评价1. 评价标准：评价内容包括程序的正确性、完整性和创新性。
程序的正确性是指学生编写的程序能够正确地对数据排序；完整性是指学生需提交完整的代码和测试报告；创新性则可根据学生在程序中的个人特点及算法优化程度进行评定。
2. 评价方式：教师对学生提交的作业进行批改，给出评价结果，并针对普遍存在的问题进行集中讲解。
3. 成绩记录：根据作业评价结果，将学生的表现记录在平时成绩中，以激励学生积极参与课堂学习和实践操作。
五、作业反馈1. 学生反馈：学生可通过网络平台或课堂讨论等方式向教师反馈作业中遇到的问题及困难，寻求帮助和指导。
教师需及时回应学生的问题，提供帮助和支持。
2. 集体讨论：针对普遍存在的问题，可在课堂上组织学生进行集体讨论，共同寻找解决方案。
这有助于培养学生的团队意识和协作精神，同时也有利于提高整体学习效果。
3. 持续改进：通过作业反馈和评价结果，教师可以了解学生的学习情况和掌握程度，从而调整教学策略，促进信息技术课程的持续改进。
数据结构答案 第10章 排序学习与指导
第10章排序10.1 知识点分析1．排序基本概念：（1）排序将数据元素的任意序列，重新排列成一个按关键字有序（递增或递减）的序列的过程称为排序。
（2）排序方法的稳定和不稳定若对任意的数据元素序列，使用某个排序方法，对它按关键字进行排序，若对原先具有相同键值元素间的位置关系，排序前与排序后保持一致，称此排序方法是稳定的；反之，则称为不稳定的。
（3）内排序整个排序过程都在内存进行的排序称为内排序，本书仅讨论内排序。
（4）外排序待排序的数据元素量大，以致内存一次不能容纳全部记录，在排序过程中需要对外存进行访问的排序称为外排序。
2．直接插入排序直接插入排序法是将一个记录插到已排序好的有序表中，从而得到一个新的，记录数增1的有序表。
3．二分插入排序二分插入排序法是用二分查找法在有序表中找到正确的插入位置，然后移动记录，空出插入位置，再进行插入的排序方法。
4．希尔排序希尔排序的基本思想是：先选取一个小于n的整数d1作为第一个增量，把待排序的数据分成d1个组，所有距离为d1的倍数的记录放在同一个组内，在各组内进行直接插入排序，每一趟排序会使数据更接近于有序。
然后，取第二个增量d2，d2< d1，重复进行上述分组和排序，直至所取的增量d i=1（其中d i< d i-1 < ……< d2< d1），即所有记录在同一组进行直接插入排序后为止。
5．冒泡排序冒泡法是指每相邻两个记录关键字比大小，大的记录往下沉（也可以小的往上浮）。
每一遍把最后一个下沉的位置记下，下一遍只需检查比较到此为止；到所有记录都不发生下沉时，整个过程结束。
6．快速排序快速排序法是通过一趟排序，将待排序的记录组分割成独立的两部分，其中前一部分记录的关键字均比枢轴记录的关键字小；后一部分记录的关键字均比枢轴记录的关键字大，枢轴记录得到了它在整个序列中的最终位置并被存放好。
第二趟再分别对分割成两部分子序列，再进行快速排序，这两部分子序列中的枢轴记录也得到了最终在序列中的位置而被存放好，并且它们又分别分割出独立的两个子序列……。
排序算法问题课程设计
排序算法问题课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解排序算法的基本概念，掌握冒泡排序、选择排序、插入排序等常见排序算法的原理和步骤。
2. 能够分析不同排序算法的时间复杂度和空间复杂度，理解其适用场景。
3. 了解排序算法在实际问题中的应用，如查找最大（小）元素、数据去重、有序数组合并等。
技能目标：1. 能够运用所学排序算法解决实际问题，编写相应的程序代码，并进行调试与优化。
2. 培养良好的编程习惯，提高代码的可读性和可维护性。
3. 学会通过分析问题特点，选择合适的排序算法，提高解决问题的效率。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对算法学习的兴趣，激发他们主动探索排序算法的优缺点和改进方向的热情。
2. 培养学生的团队协作精神，学会在合作中交流、分享、共同解决问题。
3. 培养学生面对问题时的耐心和毅力，养成良好的学习习惯，形成积极向上的学习态度。
本课程设计针对初中或高中年级学生，结合计算机科学课程中的排序算法部分，注重理论与实践相结合。
课程性质为理论课与实践课相结合，通过讲解、示例、实践等教学手段，使学生掌握排序算法的基本知识，提高编程能力和问题解决能力。
根据学生特点和教学要求，课程目标具体、可衡量，有利于教师进行教学设计和评估。
将目标分解为具体学习成果，有助于学生明确学习目标，提高学习效果。
二、教学内容1. 排序算法基本概念：介绍排序算法的定义、作用和分类，结合教材相关章节，让学生了解排序在计算机科学中的重要性。
2. 常见排序算法原理与步骤：- 冒泡排序：讲解冒泡排序的原理、步骤，分析其时间复杂度和空间复杂度。
- 选择排序：介绍选择排序的原理、步骤，分析其时间复杂度和空间复杂度。
- 插入排序：讲解插入排序的原理、步骤，分析其时间复杂度和空间复杂度。
3. 排序算法的应用场景：结合实际案例，分析不同排序算法在实际问题中的应用，如排序数组查找、有序数组合并等。
4. 排序算法的时间复杂度和空间复杂度分析：讲解如何分析排序算法的复杂度，并通过实例加深理解。
各种排序算法的课程设计
各种排序算法的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握排序算法的基本概念，了解不同排序算法的优缺点及应用场景。
2. 使学生能够理解和掌握冒泡排序、选择排序、插入排序等基本排序算法的原理和实现方法。
3. 帮助学生理解排序算法的时间复杂度和空间复杂度，并能够分析不同算法的效率。
技能目标：1. 培养学生运用编程语言实现排序算法的能力，提高编程实践操作技能。
2. 培养学生通过分析问题，选择合适的排序算法解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对计算机科学和算法的兴趣，培养主动探究和自主学习的精神。
2. 培养学生面对问题时的耐心和细心，提高解决问题的信心和团队合作意识。
3. 使学生认识到排序算法在生活中的广泛应用，体会算法对人类社会的贡献。
课程性质分析：本课程为计算机科学相关学科，旨在让学生掌握排序算法的基本原理和实现方法，提高编程实践能力。
学生特点分析：学生处于年级中段，具有一定的编程基础和逻辑思维能力，对新鲜事物充满好奇心，但学习耐心和自律性有待提高。
教学要求：1. 注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 通过案例分析，引导学生主动思考，提高问题解决能力。
3. 创设互动、轻松的学习氛围，关注学生个体差异，激发学习兴趣。
二、教学内容1. 排序算法基本概念：介绍排序的定义、排序算法的稳定性、内排序与外排序的分类。
2. 冒泡排序：讲解冒泡排序的原理、实现步骤，分析其时间复杂度和空间复杂度。
3. 选择排序：介绍选择排序的原理、实现步骤，分析其时间复杂度和空间复杂度。
4. 插入排序：讲解插入排序的原理、实现步骤，分析其时间复杂度和空间复杂度。
5. 排序算法比较：对比冒泡排序、选择排序和插入排序的优缺点，探讨在不同场景下如何选择合适的排序算法。
6. 教学案例：结合实际案例，让学生动手实践排序算法，提高编程能力。
7. 排序算法拓展：简要介绍其他常用排序算法（如快速排序、归并排序等）的原理和应用。
5_2 交换与选择排序
5.3.1
冒泡排序
•
下降法示例 a 0 8 1 3 2 4 3 9 4 7
自上而下地扫描的下降法
最大元素下降到底部
0 1 2 3
4
a 8 3 4 9 7
0 1 2 3
4
a 3 8 4 9 7
0 1 2 3
4
a 3 4 8 9 7
0 1 2 3
4
a 3 4 8 9 7
0 1 2 3
4
a 3 4 8 7 9
不交换， 再比较 8 和 3
3 8 4 7 9
交换 8 和 3
3 8 4 7 9
上升结果
比较 9 和 7
6
5.3.1
冒泡排序
2. 简单的冒泡排序算法（上升法）
void bubble_sort(int a[ ],int n) { int i,j,x; 1. for(j=0;j<n-1; j++) // j是本遍扫描终点下标 2. for(i=n-2;i>=j; i-- ) 3. if(a[i]>a[i+1]) //逆序 4. { x=a[i]; a[i]=a[i+1]; a[i+1]=x; } }
5.3.2 快速排序（quick sort ）
1．基本原理 也称划分交换排序，因速度非常快而得名
反复进行有序划分 在数组a中任选一个元素x作为划分元素，通过比较 将小于x的元素换到数组的左端（左段） 将大于或等于x的元素换到数组右端（右段） x本身位于两段之间 如果左、右段元素个数多于1，则递归的将左、右段各自划分， 直到每段元素个数都不超过1，从而达到排序目的
27
5.4.3 堆排序（ heap sort ）
软件技术---排序
11、排序
一、排序的基本概念
1、排序：将无序的数据序列排列成按关键字有序的序列。关键字 可以是主关键字也可以是次关键字。若是主关键字，则排序结 果是唯一的；若是次关键字，则排序结果不唯一。
2、内部排序：文件在内存中处理，排序时不涉及内、外存数据交 换。
3、外部排序：排序过程要进行内外数据交换。 4、排序稳定性：如果待排序的文件中，存在有多个关键字相同的
23
53
建成堆
基于初始堆进行堆排序
0
49
1
2
25
21
3
45
25* 16 08
0 08
1
2
25
21
3
45
25* 16 49
49 25 21 25* 16 08 初始最大堆
08 25 21 25* 16 49
交换 0 号与 5 号对象, 5 号对象就位
0
25
1
2
25*
21
3
45
08 16 49
25 25* 21 08 16 49
2、直接插入排序
将当前无序区的第一个记录插入到有序区中适当位置。
示例：已知一关键字序列（503，87，512，908，170， 276，436，316），请给出采用直接插入排序算法对该序 列按升序排序时的每一趟的排序结果。
初始关键字：[503] 87 512 908 170 276 436 316 第一趟排序：[87 503] 512 908 170 276 436 316 第二趟排序：[87 503 512] 908 170 276 436 316 第三趟排序：[87 503 512 908] 170 276 436 316 第四趟排序：[87 170 503 512 908] 276 436 316 第五趟排序：[87 170 276 503 512 908] 436 316 第六趟排序：[87 170 276 436 503 512 908] 316 第七趟排序：[87 170 276 316 436 503 512 908]
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冒泡排序法基本概念
冒泡排序（BubbleSort）的基本概念是：依次比较相邻的两个数，将小数放在前面，大数放在后面。
即在第一趟：首先比较第1个和第2个数，将小数放前，大数放后。
然后比较第2个数和第3个数，将小数放前，大数放后，如此继续，直至比较最后两个数，将小数放前，大数放后。
至此第一趟结束，将最大的数放到了最后。
在第二趟：仍从第一对数开始比较（因为可能由于第2个数和第3个数的交换，使得第1个数不再小于第2个数），将小数放前，大数放后，一直比较到倒数第二个数（倒数第一的位置上已经是最大的），第二趟结束，在倒数第二的位置上得到一个新的最大数（其实在整个数列中是第二大的数）。
如此下去，重复以上过程，直至最终完成排序。
由于在排序过程中总是小数往前放，大数往后放，相当于气泡往上升，所以称作冒泡排序。
用二重循环实现，外循环变量设为i，内循环变量设为j。
外循环重复9次，内循环依次重复9，8，...，1次。
每次进行比较的两个元素都是与内循环j有关的，它们可以分别用a[j]和a[j+1]标识，i的值依次为1,2,...,9，对于每一个i, j的值依次为1,2,...10-i。