Algo python 作者: Joy Liu

【Python】Bubble Sort 泡沫排序｜演算法介紹、新手快速入門

基本概念

泡沫排序（Bubble Sort）是一種簡單的排序演算法，它通過反覆交換相鄰元素的位置，使較大的元素逐漸「浮」到數列的右側，而較小的元素逐漸「沉」到數列的左側。其基本概念如下：

步驟：

  1. 從數列的第一個元素開始，逐一比較相鄰的兩個元素。
  2. 如果左邊的元素比右邊的元素大（升序排序），則交換它們的位置。
  3. 重複上述步驟，直到遍歷整個數列。這樣一次遍歷之後，最大的元素將「浮」到數列的最右側。
  4. 接下來，對剩餘的元素（未排序的元素）重複執行步驟1至步驟3，直到整個數列已經排序完成。
  5. 重複以上過程，直到不再需要交換，即數列已經排序完成。

特點：

  • 泡沫排序是一種簡單且容易理解的排序演算法，但效率較低。
  • 它的時間複雜度為O(n^2)，其中n是數列中的元素數量。因此，對於大型數列，泡沫排序的效率非常低。
  • 泡沫排序是穩定排序（相等元素的相對位置不會改變），因為只有相鄰的元素進行比較和交換。
  • 通常情況下，泡沫排序不建議用於大型數據集的排序，因為它的效率太低。更高效的排序演算法如快速排序和合併排序更適合處理大型數據。

儘管泡沫排序不是一個高效的排序方法，但它有助於理解排序演算法的基本概念，因此在教育和學習排序演算法時仍然具有價值。在實際應用中，請考慮使用更快速的排序方法。

實際應用

以下是使用 Python 實際應用泡沫排序的範例。我們將對一個數列進行泡沫排序，以升序排序數字。

def bubble_sort(arr):
    n = len(arr)

    for i in range(n):
        swapped = False  # 假設本次遍歷中沒有進行交換
        for j in range(0, n - i - 1):
            # 比較相鄰的元素
            if arr[j] > arr[j + 1]:
                # 如果左邊的元素大於右邊的元素，則交換它們的位置
                arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]
                swapped = True  # 表示進行了交換

        # 如果在本次遍歷中沒有進行任何交換，則數列已經排序完成，提前退出
        if not swapped:
            break

# 測試
my_list = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]

bubble_sort(my_list)

print("排序後的數列：")
for num in my_list:
    print(num, end=" ")

在這個範例中，我們定義了一個名為 bubble_sort 的函數，它接受一個數列 arr 並執行泡沫排序。在排序過程中，我們使用嵌套的 for 迴圈，外部迴圈用於遍歷數列，內部迴圈用於比較和交換相鄰的元素。如果發生交換，我們將 swapped 標誌設為 True。如果在一次遍歷中沒有發生交換，則表示數列已經排序完成，我們提前退出外部迴圈。

最後，我們輸出排序後的數列，確認泡沫排序的正確性。

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