【数据结构实验】排序(一)冒泡排序改进算法 Bubble及其性能分析

2024-07-30 10:52:04 浏览数 (1)

1. 引言

  排序算法是计算机科学中一个重要而基础的研究领域,不同的排序算法在不同场景下有着不同的优劣势。冒泡排序是最简单直观的排序算法之一,其核心思想是通过反复交换相邻元素,将未按次序排列的元素移到正确位置。

  本文将着重介绍改进的冒泡排序算法,探讨其原理、实现细节以及在不同情境下的性能表现。

2. 冒泡排序算法原理

2.1 传统冒泡排序

冒泡排序的基本思想是通过反复比较相邻的两个元素,并将较大的元素交换到右侧,逐步将最大的元素移到最右端。这个过程类似于气泡上浮,因此得名冒泡排序,其ADL语言表示如下:

2.2 改进的冒泡排序

  改进的冒泡排序在传统冒泡排序的基础上,通过记录每一趟排序中最后一次交换的位置,减少了比较的次数。这一改进可以提高算法的效率,特别是在序列基本有序的情况下,其ADL语言表示如下:

3. 实验内容

3.1 实验题目

  实现冒泡排序改进算法 Bubble.

(一)输入要求

第一组输入数据:

{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20}

第二组输入数据:

{20,19,18,17,16,15,14,13,12,11,10,9,8,7,6,5,4,3,2,1}

第三组输入数据:

{1,2,3,4,5,8,7,6,9,10,11,18,13,14,15,16,17,12,19,20}

第四组输入数据:

{1,3,2,5,4,7,6,9,8,11,10,13,12,15,14,17,16,19,18,20}
(二)输出要求

对每组输入数据,输出以下信息(要求必须要有关于输出数据的明确的提示信息)

  1. 输出冒泡的总趟数;
  2. 输出每趟冒泡的记录区间;
  3. 输出每趟冒泡关键词的比较次数和记录移动次数;
  4. 输出整个排序过程总的关键词比较次数和总的记录移动次数

3.2 算法实现

代码语言:javascript复制
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void Bubble(int R[20],int n){
	int bound,i,j,t,e,Compare=0,Move=0,times=0;
	bound=n;
	while(bound)
	{
		int compare=0,move=0;
		t=0;
		for(j=0;j<bound-1;j  ){
			if(R[j]>R[j 1]){
				compare  ;
				e=R[j];
				R[j]=R[j 1];
				R[j 1]=e;
				t=j;
			}
			move  ;
		}
		times  ;
		printf("该趟冒泡的记录区间为:0—%d",bound);
		printf("n关键词比较次数是%d,记录移动次数是%dn",compare,move);
		bound=t;
		Compare =compare;
		Move =move;
	}
	printf("冒泡的总趟数:%dn",times);
	printf("关键词的总比较次数是%d,总的记录移动次数是%dn",Compare,Move);
}
int main(){
	int i;
	//int R[20]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20};
	//int R[20]={20,19,18,17,16,15,14,13,12,11,10,9,8,7,6,5,4,3,2,1};
	int R[20]={1,2,3,4,5,8,7,6,9,10,11,18,13,14,15,16,17,12,19,20};
	//int R[20]={1,3,2,5,4,7,6,9,8,11,10,13,12,15,14,17,16,19,18,20};
	Bubble(R,20);
	for(i=0;i<20;i  )
		printf("%d ",R[i]);
	return 0;
}
Bubble函数
  • 变量bound ,用于控制每一轮冒泡排序的边界,初始化为数组的大小 n
  • 进入 while 循环,循环条件为 bound 非零
    • 在每一轮排序中,定义了 comparemove 变量,用于记录关键词的比较次数和记录移动次数。
    • t 是一个临时变量,用于记录最后一次交换的位置。
    • for 循环从 0 到 bound-1,对相邻的两个元素进行比较,如果前一个元素大于后一个元素,则交换它们的位置,并更新 t 的值。
    • 在每一轮排序结束后,输出该轮冒泡的记录区间、关键词比较次数和记录移动次数。
    • 更新 bound 的值为 t,下一轮排序时只需要对边界 bound 之前的元素进行比较。
  • 循环结束后,输出冒泡的总趟数、关键词的总比较次数和总的记录移动次数。

4. 实验结果

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