PHP排序演算法之冒泡排序(Bubble Sort)

這篇文章主要介紹了PHP排序演算法之冒泡排序(Bubble Sort)實作方法,參考大話資料結構中的演算法,結合實例形式較為詳細的分析了冒泡排序的原理與相關實作技巧,需要的朋友可以參考下

本文實例講述了PHP排序演算法之冒泡排序(Bubble Sort)實作方法。分享給大家供大家參考，具體如下：

基本思想：

冒泡排序是一種交換排序，它的基本思想是：兩兩比較相鄰記錄的關鍵字，如果反序則交換，直到沒有反序的記錄為止。

最簡單排序實作：

我們先來看看在沒有學習各種排序方法前經常使用的排序方法（至少我是這樣。 ，因為它不滿足「兩兩比較相鄰記錄」的冒泡排序思想，它只是一個簡單的交換排序。想法不過是：從第一個關鍵字開始，將每位關鍵字與它後面的所有關鍵字比較，並交換得到其中的最小值。但這個演算法是非常低效的。

冒泡排序演算法：

它重複地走訪過要排序的數列，一次比較兩個元素，如果他們的順序錯誤就把他們交換過來。走訪數列的工作是重複地進行直到沒有再需要交換，也就是說該數列已經排序完成。

這個演算法的名字由來是因為陣列中越大的元素會因為一次次排序後逐漸「沉」到陣列的後面，而越小的元素會逐漸「浮」到陣列的前面，故名。 冒泡排序演算法的運作如下：（從後往前）1.比較相鄰的元素。如果第一個比第二個大，就交換他們兩個。

2.對每一對相鄰元素作同樣的工作，從開始第一對到結尾的最後一對。在這一點，最後的元素應該會是最大的數字。

3.針對所有的元素重複以上的步驟，除了最後一個。

4.持續每次對越來越少的元素重複上面的步驟，直到沒有任何一對數字需要比較。

看文字描述不一定看得懂，看程式碼吧：

//这里使用了类型提示（type hint） array，不熟悉或者不习惯的同学大可去掉，不影响运算结果
function MySort(array &$arr){
  $length = count($arr);
  for($i = 0;$i < $length - 1;$i ++){
    for($j = $i + 1;$j < $length;$j ++){
      //将小的关键字放前面
      if($arr[$i] > $arr[$j]){
        $temp = $arr[$i];
        $arr[$i] = $arr[$j];
        $arr[$j] = $temp;
      }
    }
  }
}
$arr = array(9,1,5,8,3,7,4,6,2);
MySort($arr);
print_r($arr);

冒泡排序演算法改進：

《大話資料結構》果然是本好書，還給我們介紹了冒泡排序演算法的改進，這裡我就直接搬它的陳述：

上面的冒泡排序演算法是否還可以最佳化呢？答案是肯定的。試想一下，如果我們待排序的序列是{2,1,3,4,5,6,7,8,9}，也就是說，除了第一和第二個關鍵字需要交換外，別的都已經是正常的順序了。當i = 0 時，交換了2 和1 ，此時的序列已經是有序的了，但是演算法仍然不依不撓地將i = 2 到9 以及每個循環中的j 循環都執行了一遍，儘管並沒有交換數據，但是之後的大量比較還是大大地多餘了。 當i = 2 時，我們已經對9 與8，8 與7，·······，3 與2 做了比較，沒有任何數據交換，這就說明此序列已經有序，不需要再繼續後面的循判斷工作了（後面的工作也是不會發生任何資料交換，再做也是沒有意義了）。為了實現這個想法，我們需要改進一下程式碼，增加一個標記變數flag 來實現這個演算法的改進：

//交换方法
function swap(array &$arr,$a,$b){
  $temp = $arr[$a];
  $arr[$a] = $arr[$b];
  $arr[$b] = $temp;
}
//冒泡排序
function BubbleSort(array &$arr){
  $length = count($arr);
  for($i = 0;$i < $length - 1;$i ++){
    //从后往前逐层上浮小的元素
    for($j = $length - 2;$j >= $i;$j --){
      //两两比较相邻记录
      if($arr[$j] > $arr[$j + 1]){
        swap($arr,$j,$j+1);
      }
    }
  }
}

程式碼改變的關鍵就是在i 變數的for迴圈中，增加了對flag是否為true 的判斷，經過這樣的改進，冒泡排序在性能上就有了一些提升，可以避免因已經有序的情況下的無意義循環判斷。

冒泡演算法總的時間複雜度是
O(n^2)

。

冒泡排序是穩定排序。

本文參考自《大話資料結構》，在此僅作記錄，方便以後查閱，大神勿噴！

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