优化C中的冒泡排序，这将减少按升序排序数字列表所需的交换次数

Question

根据我的理解，冒泡排序（低效版本）将按如下方式执行：

2 3 8 6 23 14 16 1 123 90  (10 elements)

1. 比较元素[0]和元素[1]
2. 如果[0]大于[1]，则完成交换。
3. 如果[1]大于[0]，则表示没有完成交换。

然后，冒泡排序将移至比较元素[1]和[2]，依此类推，共创建9个互换。

然而，有没有办法可以保证在第一次通过时，最高的数字将在[9]的适当位置，而在第二次通过时，两个最高的数字将在他们的正确位置位于[7]和[8]的地方？

Answer 1

不要使用冒泡排序。考虑优秀的算法，例如

• Timsort
• Merge sort
• Quicksort（在悲观情况下恰好比上面两个更糟）

遇到问题如何优化冒泡排序我的答案是优化它，只要它不是Timsort。

Answer 2

冒泡排序是一种特定的算法 - 询问是否可以优化它以获得所需的属性并没有多大意义。它也具有O（n ^ 2）复杂度，这就是它很少使用的原因。

还有其他排序算法，例如选择排序，它将具有更接近您想要的属性。 Selection sort将保证在第i次通过时，最小的i元素处于正确的位置。但是，选择排序也是O（n ^ 2），如果您预计会对大量数据进行排序，则应该避免使用。

与Basile和Jan一样，我建议学习一种更有效和标准的排序算法，快速排序。 Quicksort使用非常广泛，可在C标准库中使用。 Wikipedia对算法的描述相对简洁;在Google上搜索也会提供许多动画版本的快速排序，这对学习算法非常有帮助。

Answer 3

如果您已正确实施冒泡排序算法，则最高数字必须始终位于第一遍结束时的正确位置。

优化只是在第二遍结束时减少一步：

let n equal top_element - 1
while n is greater than or equal to zero
  for i = 0 to n
    if element i is greater than element i+1 then swap
  subtract 1 from n

Answer 4

可以采取两项措施来优化冒泡排序。首先，跟踪是单次通过期间发生的任何交换。如果没有发生，那么列表必须已完全按该点排序，因此您不必进行任何额外的通行证。此外，每次通过时减少循环的范围，因为每次通过后一个元素应该处于正确的位置。