冒泡算法的改进具体实现


冒泡排序算法是一种简单的排序算法,它通过重复地遍历要排序的数列,一次比较两个元素,如果它们的顺序错误就把它们交换过来。遍历数列的工作是重复进行的,直到没有再需要交换的元素,这意味着数列已经排序完成。

然而,冒泡排序在最佳情况下(即输入数组已经是有序的)的时间复杂度为O(n),但在最坏情况下(即输入数组完全是逆序的)的时间复杂度为O(n^2)。为了改进冒泡排序的效率,我们可以加入一个标志位来记录在一次遍历中是否发生了交换。如果没有发生交换,说明数组已经是有序的,此时可以提前结束排序。

以下是冒泡排序改进后的具体实现(以Python为例):


def bubble_sort_improved(arr):
    n = len(arr)
    # 遍历所有数组元素
    for i in range(n):
        swapped = False  # 标志位,记录这一轮是否发生了交换
        # Last i elements are already in place
        for j in range(0, n-i-1):
            # 遍历数组从0到n-i-1
            # 交换如果元素找到比下一个大的
            if arr[j] > arr[j+1]:
                arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j]
                swapped = True  # 发生了交换
        
        # 如果这一轮没有发生交换,说明数组已经有序,可以提前结束
        if not swapped:
            break

# 测试代码
arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
bubble_sort_improved(arr)
print("Sorted array is:", arr)

这个改进版的冒泡排序通过引入一个标志位`swapped`来减少不必要的遍历次数,当在某一次遍历中没有发生任何交换时,就可以断定数组已经是有序的,从而提前结束排序过程。这种改进可以在某些情况下显著提高冒泡排序的效率。