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冒泡排序是最基础的排序算法之一。它的工作原理很简单:重复遍历数组,比较相邻的元素,如果顺序错误就交换它们。这个过程会让较大的元素像气泡一样逐渐浮到数组的末尾,因此得名冒泡排序。
让我们看看冒泡排序的第一趟是如何工作的。我们从数组的第一个元素开始,比较相邻的两个元素。如果左边的元素大于右边的元素,我们就交换它们的位置。然后继续向右移动,重复这个过程,直到到达数组的末尾。
现在让我们看看完整的冒泡排序过程。每一趟排序都会将当前未排序部分的最大元素移动到正确位置。第一趟后,90移到了末尾。第二趟后,64移到了倒数第二位。我们继续这个过程,直到整个数组完全排序。绿色表示已经排好序的元素。
这是冒泡排序的Python代码实现。外层循环控制排序的趟数,内层循环进行相邻元素的比较和交换。冒泡排序的时间复杂度在最坏和平均情况下都是O(n²),最好情况下是O(n)。空间复杂度是O(1),因为它是原地排序算法。虽然冒泡排序效率不高,但它简单易懂,适合教学使用。
总结一下冒泡排序算法。它的主要优点是实现简单、容易理解,是稳定的原地排序算法。但缺点也很明显:时间复杂度高,效率低下,不适合处理大数据集。与快速排序、归并排序等高效算法相比,冒泡排序的性能差距很大。因此,冒泡排序主要用于教学目的,帮助初学者理解排序算法的基本概念,在实际项目中很少使用。