应用交换排序基本思想的主要排序方法有:冒泡排序和快速排序。
冒泡排序
1、排序方法
将被排序的记录数组r[1..n]垂直排列,每个记录r[i]看作是重量为r[i].key的气泡。根据轻气泡不能在重气泡之下的原则,从下往上扫描数组r:凡扫描到违反本原则的轻气泡,就使其向上飘浮。如此反复进行,直到最后任何两个气泡都是轻者在上,重者在下为止。
(1)初始
r[1..n]为无序区。
(2)第一趟扫描
从无序区底部向上依次比较相邻的两个气泡的重量,若发现轻者在下、重者在上,则交换二者的位置。即依次比较(r[n],r[n-1]),(r[n-1],r[n-2]),…,(r[2],r[1]);对于每对气泡(r[j+1],r[j]),若r[j+1].key<r[j].key,则交换r[j+1]和r[j]的内容。
第一趟扫描完毕时,"最轻"的气泡就飘浮到该区间的顶部,即关键字最小的记录被放在最高位置r[1]上。
(3)第二趟扫描
扫描r[2..n]。扫描完毕时,"次轻"的气泡飘浮到r[2]的位置上……
最后,经过n-1 趟扫描可得到有序区r[1..n]
注意:
第i趟扫描时,r[1..i-1]和r[i..n]分别为当前的有序区和无序区。扫描仍是从无序区底部向上直至该区顶部。扫描完毕时,该区中最轻气泡飘浮到顶部位置r[i]上,结果是r[1..i]变为新的有序区。
2、冒泡排序过程示例
对关键字序列为49 38 65 97 76 13 27 49的文件进行冒泡排序的过程
3、排序算法
(1)分析
因为每一趟排序都使有序区增加了一个气泡,在经过n-1趟排序之后,有序区中就有n-1个气泡,而无序区中气泡的重量总是大于等于有序区中气泡的重量,所以整个冒泡排序过程至多需要进行n-1趟排序。
若在某一趟排序中未发现气泡位置的交换,则说明待排序的无序区中所有气泡均满足轻者在上,重者在下的原则,因此,冒泡排序过程可在此趟排序后终止。为此,在下面给出的算法中,引入一个布尔量exchange,在每趟排序开始前,先将其置为false。若排序过程中发生了交换,则将其置为true。各趟排序结束时检查exchange,若未曾发生过交换则终止算法,不再进行下一趟排序。
(2)具体算法
void bubblesort(seqlist r)
{ //r(l..n)是待排序的文件,采用自下向上扫描,对r做冒泡排序
int i,j;
boolean exchange; //交换标志
for(i=1;i<n;i++){ //最多做n-1趟排序
exchange=false; //本趟排序开始前,交换标志应为假
for(j=n-1;j>=i;j--) //对当前无序区r[i..n]自下向上扫描
if(r[j+1].key
r[j+1]=r[j];
r[j]=r[0];
exchange=true; //发生了交换,故将交换标志置为真
}
if(!exchange) //本趟排序未发生交换,提前终止算法
return;
} //endfor(外循环)
} //bubblesort
更多冒泡排序算法。