python與冒泡排序

上一篇文章，介紹了一個非常快的排序算法--桶排序，但是它的缺點就是太耗資源了，這次要實現的算法就不用太耗資源了，它就是冒泡排序。

---

問題提出：

將以下數據升序排列：9, 2, 8, 6, 4

---

 

冒泡排序原理：

冒泡排序就是遍歷數據，每次只與下一個數字比較，如果這兩個數順序不對，則與交換過來。

就上面那個問題來說，因為要升序排列，所以數字越大越排在后面。則兩個數比較的時候，如果后一個數比當前數小，則順序不對，要將這兩個數交換。遍歷的過程如下圖：

第一次比較第一和第二個數字，9與2相比較，9比2大，順序不對，則交換位置。

第二次比較第二與第三個數字，因為9換到了第二位，則9與8比較，9大，順序不對，則交換位置。

以此類推，最后9就像泡泡一樣升到了最后一位，我們稱這樣為一趟，這一趟里面有多次比較。

 

由於一趟只歸為一個數，則如果有n個數字，則需要進行n-1趟。

因為歸位后的數字不用再比較了，所以每趟只需要比較n-1-i次（i為已執行的趟數）。

由上可以得出冒泡排序的關鍵步驟是兩個循環：

for(i = 0; i < n-1; i++){
  for(j = 0; j < n-1-i; j++)
    if(a[j] > a[j+1]){
      temp = a[j];
      a[j] = a[j+1];
      a[j+1] = temp;
    }
} 

---

python實現：

根據上述思路，用python實現也是把關鍵地方實現即可：

#假設變量已經全部定義好
for i in range(len-1):
  for j in range(len-1-i):
    if a[j] > a[j+1]:
      a[j], a[j+1] = a[j+1], a[j]

以下是完整代碼：（可以到github上下載https://github.com/DIGCreat/pythonAndAlgorithms.git）

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf8 -*-
'''
簡介:本程序主要是用python實現冒泡排序，程序的功能是實現
     降序排列。

作者:King  日期:2016/08/01  版本1
'''

class BubbleSort(object):
    '''
    self.datas:       要排序的數據列表
    self.datas_len:   數據急的長度
    _sort():          排序函數
    show():           輸出結果函數

    用法：
    BubbleSort(datas) 實例化一個排序對象
    BubbleSort(datas)._sort() 開始排序，由於排序直接操作
                              self.datas, 所以排序結果也
                              保存在self.datas中
    BubbleSort(datas).show()  輸出結果
    '''
    def __init__(self, datas):
        self.datas = datas
        self.datas_len = len(datas)

    def _sort(self):
        #冒泡排序要排序n個數，由於每遍歷一趟只排好一個數字，
        #則需要遍歷n-1趟，所以最外層循環是要循環n-1次，而
        #每次趟遍歷中需要比較每歸位的數字，則要在n-1次比較
        #中減去已排好的i位數字，則第二層循環要遍歷是n-1-i次
        for i in range(self.datas_len-1):
            for j in range(self.datas_len-1-i):
                if(self.datas[j] < self.datas[j + 1]):
                    self.datas[j], self.datas[j+1] = \
                            self.datas[j+1], self.datas[j]

    def show(self):
        print 'Result is:',
        for i in self.datas:
            print i,
        print ''

if __name__ == '__main__':
    try:
        datas = raw_input('Please input some number:')
        datas = datas.split()
        datas = [int(datas[i]) for i in range(len(datas))]
    except Exception:
        pass

    bls = BubbleSort(datas)
    bls._sort()
    bls.show()

---

總結：

冒泡排序因為是在原數組上直接操作，所以它占的空間資源較少，在數據量不大的情況還是挺好的。但是由於算法涉及雙重循環，所以在數據量大的情況下，程序運行的時間是相當長的，因為要一次一次地遍歷數據。

---

最后有興趣的同學可以關注我的微信公眾號，可以隨時及時方便看我的文章。*^_^*

掃碼關注或者搜索微信號：King_diary