C++冒泡排序详解（从零开始掌握冒泡排序算法）

冒泡排序的工作原理

假设我们有一个数组：[5, 3, 8, 4, 6]，我们要将其按升序排列。

1. 第一轮：从第一个元素开始，依次比较相邻两个元素，如果前一个比后一个大，就交换。这样一轮下来，最大的元素会“冒泡”到最后。
2. 第二轮：对前 n-1 个元素重复上述过程。
3. 重复进行，直到没有需要交换的元素，说明数组已经有序。

C++实现冒泡排序

下面是一个完整的C++排序教程代码示例，包含详细注释：

#include <iostream>using namespace std;void bubbleSort(int arr[], int n) {    // 外层循环控制排序轮数    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {        // 标记本轮是否发生交换，用于优化        bool swapped = false;                // 内层循环进行相邻元素比较和交换        for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {            if (arr[j] > arr[j + 1]) {                // 交换元素                int temp = arr[j];                arr[j] = arr[j + 1];                arr[j + 1] = temp;                swapped = true;            }        }                // 如果本轮没有发生交换，说明数组已有序，提前结束        if (!swapped)            break;    }}int main() {    int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);        cout << "排序前的数组: ";    for (int i = 0; i < n; i++)        cout << arr[i] << " ";    cout << endl;        bubbleSort(arr, n);        cout << "排序后的数组: ";    for (int i = 0; i < n; i++)        cout << arr[i] << " ";    cout << endl;        return 0;}

代码解析

上面的代码中，我们定义了一个 bubbleSort 函数：

• 外层循环：控制总共需要进行多少轮比较（最多 n-1 轮）。
• 内层循环：每轮中比较相邻元素，并在必要时交换。
• 优化技巧：通过 swapped 标志判断是否提前结束，避免不必要的比较。

时间复杂度分析

- 最坏情况（完全逆序）：O(n²)
- 最好情况（已经有序）：O(n)（因为我们加入了优化）
- 平均情况：O(n²)

虽然冒泡排序效率不高，但它的逻辑清晰，非常适合初学者冒泡排序学习使用。

总结

通过本教程，你已经掌握了 C++ 中如何实现冒泡排序。虽然在实际项目中很少直接使用冒泡排序（因为效率较低），但理解它有助于你学习更复杂的排序算法，如快速排序、归并排序等。

记住，编程学习的关键在于动手实践。试着修改上面的代码，比如改成降序排序，或者用 vector 容器重写一遍，加深理解！

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