冒泡排序递归实现

Harshit Jindal 2023年10月12日
  1. 冒泡排序递归算法
  2. 冒泡排序递归算法示例
  3. 冒泡排序递归算法的实现
  4. 冒泡排序算法的复杂度
冒泡排序递归实现

冒泡排序是一种简单的排序算法。它的工作原理是对相邻元素进行反复比较,如果它们的顺序不对,则进行交换。反复比较后,将最小/最大的元素向数组最后冒泡,因此这种算法被命名为冒泡排序。虽然效率不高,但它仍然代表了排序算法的基础。

冒泡排序递归算法

假设我们有一个未排序的数组 A[],包含 n 个元素。

  • 如果数组 A 的大小是 1,那么数组已经被排序了。所以,返回。
  • 否则,对给定的子数组执行一次迭代冒泡排序。它将把最后一个元素放在正确的位置。
  • 使用递归调用在一个较小的子数组上再次执行上面的步骤,数组长度减一。

冒泡排序递归算法示例

假设我们有数组:(5,3,4,2,1). 我们将使用冒泡排序算法对其进行排序。

  • 第一次执行
(** 5 3 ** 4 2 1) (** 3 5 ** 4 2 1) (交换 3 <5)
(3 ** 5 4 ** 2 1) (3 ** 4 5 ** 2 1) (交换 4 <5)
(3 4 ** 5 2 ** 1) (3 4 ** 2 5 ** 1) (交换 2 <5)
(3 4 2 ** 5 1 **) (3 4 2 ** 1 5 **) (交换 1 <5)
  • 第二次执行:
(** 3 4 ** 2 1 5) (** 3 4 ** 2 1 5)
(3 ** 4 2 ** 1 5) (3 ** 2 4 ** 1 5) (交换 2 <4)
(3 2 ** 4 1 ** 5) (3 2 ** 1 4 ** 5) (交换 1 <4)
  • 第三次执行:
(** 3 2 ** 1 4 5) (** 2 3 ** 1 4 5) (交换 2 <3)
(2 ** 3 1 ** 4 5) (2 ** 1 3 ** 4 5) (交换<1 <3)
  • 第四次执行:
(2 1 3 4 5) (1 2 3 4 5) (1 < 2 交换)

第四次执行后,我们得到排序数组–(1 2 3 4 5)

冒泡排序递归算法的实现

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
void bubbleSort(int arr[], int n) {
  if (n == 1) return;

  for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
    if (arr[i] > arr[i + 1]) {
      swap(arr[i], arr[i + 1]);
    }
  }

  bubbleSort(arr, n - 1);
}
int main() {
  int n = 8;
  int arr[8] = {9, 8, 3, 7, 5, 6, 4, 1};
  cout << "Input arr: ";
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    cout << arr[i] << " ";
  }
  cout << "\n";
  bubbleSort(arr, n);  // Sort elements in ascending order
  cout << "Output arr: ";
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    cout << arr[i] << " ";
  }
  cout << "\n";
}

冒泡排序算法的复杂度

时间复杂度

  • 平均情况

平均来说,在冒泡排序的第 i 次传递中,会进行 n-i 次比较。因此,如果有 n 个通道,那么平均的时间复杂度可以用以下方式给出

(n-1) + (n-2) + (n-3) ..... + 1 = n*(n-1)/2

因此,时间复杂度为 O(n2)。

  • 最坏情况

最坏的情况发生在数组被反向排序的时候,并且必须执行最大数量的比较和交换。

最坏情况下的时间复杂度是 O(n2)。

  • 最佳情况

最好的情况发生在数组已经被排序的时候,那么只需要进行 N 次比较。

最佳情况下的时间复杂度为 O(n)

空间复杂度

由于栈内存储的递归调用,该算法的空间复杂度为 O(n)

作者: Harshit Jindal
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Harshit Jindal has done his Bachelors in Computer Science Engineering(2021) from DTU. He has always been a problem solver and now turned that into his profession. Currently working at M365 Cloud Security team(Torus) on Cloud Security Services and Datacenter Buildout Automation.

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