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冒泡算法的改進(jìn)具體實(shí)現(xiàn)

 更新時(shí)間:2013年12月25日 16:51:29   作者:  
這篇文章主要介紹了冒泡算法的改進(jìn)具體實(shí)現(xiàn),有需要的朋友可以參考一下

冒泡排序算法的思想:

首先將第一個(gè)記錄的關(guān)鍵字和第二個(gè)關(guān)鍵字進(jìn)行比較,若為逆序則將兩個(gè)記錄進(jìn)行交換。
然后比較第二個(gè)記錄和第三個(gè)記錄的關(guān)鍵字,直至第n-1個(gè)記錄和第n個(gè)記錄進(jìn)行比較為止,一趟過后最大的元素會(huì)沉入最底部。
然后進(jìn)行第二趟排序,對(duì)前 n-1 個(gè)記錄進(jìn)行同樣1、2的操作,結(jié)果就是關(guān)鍵字次大的記錄被安排到n-1位置上。
依次進(jìn)行第 i 趟排序,對(duì)前 n-i 個(gè)記錄進(jìn)行同樣的1、2的操作,直到一趟沒有進(jìn)行過任何比較的操作,排序結(jié)束。
先看一下基礎(chǔ)冒泡算法:

復(fù)制代碼 代碼如下:

int BubbleSort(MergeType* L)
{
 int i, j;
 for (i = 0; i <= L->len-1; i++)
 {  
  for (j = 0; j < L->len-1-i; j++)
  {
   if (L->elem[j+1] < L->elem[j])
   {
    SWAP(L->elem[j+1], L->elem[j] ); 
   }
  } 
 }

 return 0;
}

這里的MergeType類型如下:

復(fù)制代碼 代碼如下:

typedef struct _SQLIST{
    int* elem;
    int len;   //實(shí)際長(zhǎng)度
    int size;  //分配空間
}SqList, *pSqList;

typedef _SQLIST MergeType;

核心思想是每次選出最大的數(shù)沉入底部,直至沒有數(shù)據(jù)可比較。

首先計(jì)算一下它的時(shí)間復(fù)雜度,這里以最壞的情況來計(jì)算的話:

(n-1)+(n-2)+……+ 1 + 0 = n*(n-1)/ 2  = O(n^2)

最好的情況就是已經(jīng)排序好,不需要進(jìn)行比較
首先看到其不足之一:就是頻繁交換元素。如何避免,可以存放在一個(gè)合適的位置,精簡(jiǎn)算法一:

復(fù)制代碼 代碼如下:

int BubbleSortEx(MergeType* L)
{
 int i = 0, j = 0;
 int max, temp;
 for (i = 0; i <= L->len-1; i++)
 {  
  temp = L->elem[0];
  max = 0;
  for (j = 1; j < L->len-i; j++)
  {   
   if (L->elem[j] > temp)
   {
    temp = L->elem[j];
    max = j;
   }
  }
  //printf("%d:%d \n", max, temp);
  swap(L->elem[L->len-1-i], L->elem[max] );   
 }

 return 0;
}

看到這里每次仍然需要頻繁的進(jìn)行賦值操作,當(dāng)然只是微不足道的,但是賦值也會(huì)增加cpu執(zhí)行的時(shí)間,所以精簡(jiǎn)算法二:

復(fù)制代碼 代碼如下:

int BubbleSortEx(MergeType* L)
{
 int i, j , max;
 for (int i = 0; i <= L->len-1; i++)
 {  
  max = 0;
  for (j = 1; j < L->len-i; j++)
  {   
   if (L->elem[j] > L->elem[max])
   {
    max = j;
   }
  }
  //printf("%d:%d \n", max, L->elem[max]);
  swap(L->elem[L->len-1-i], L->elem[max] );   
 }

 return 0;
}

這里的兩個(gè)swap是不一樣的,當(dāng)然也可以使用一樣的,看如下具體的實(shí)現(xiàn):

復(fù)制代碼 代碼如下:

#define SWAP(a, b) \
{                 \
 int temp = (a); \
 (a) = (b);        \
 (b) = temp;     \
}

復(fù)制代碼 代碼如下:

inline void swap(int& a, int& b)
{
 int temp = a;
 a = b;
 b = temp;
}

第一個(gè)是采用宏替換,當(dāng)然主要是增加預(yù)處理的時(shí)間,主要是用宏會(huì)出現(xiàn)意想不到的錯(cuò)誤
第二個(gè)是函數(shù),這里使用了引用,可以減少指針使用的形參變量副本的創(chuàng)建,但是這里使用了inline,所以還是替換

測(cè)試程序:

復(fù)制代碼 代碼如下:

int PrintList(MergeType *L);
int ScanfList(MergeType *L, const int nScanfType = -1);

int SortTest()
{
 printf("--- %s ---\n", __FUNCTION__);
 MergeType pList;
 MergeType pT; 

 pList.elem = (int*)malloc(sizeof(int)*10);
 pList.len  = 10;
 pList.size  = 10;

 ScanfList(&pList); /*輸入數(shù)據(jù)*/

 BubbleSortEx(&pList);/*冒泡排序*/

 PrintList(&pList);/*輸出數(shù)據(jù)*/

 free(pList.elem);
 pList.elem = NULL;

 return 0;
}

數(shù)據(jù)輸入:

復(fù)制代碼 代碼如下:

int ScanfList(MergeType *L, const int nScanfType)
{
 if (!L->elem)
 {
  return -1;
 }

 printf("Old List\t: ");

 for (int i = 0; i <= L->len; i++ )
 {
  if( i == L->len )
  {
   printf("\n");
   break;
  }
  switch (nScanfType)
  {
  case 0:
   {
    break;
   }
  default:
   L->elem[i] = 11 * i - i * i;
   break;
  }  
  printf("%d ", L->elem[i]);
 }
 return 0;
}

數(shù)據(jù)輸出:

復(fù)制代碼 代碼如下:

int PrintList(MergeType *L)

 if (!L->elem)
 {
  return -1;
 }

 printf("Sort List\t: ");

 for (int i = 0; i <= L->len; i++ )
 {
  if (i == L->len)
  {
   printf("\n");

   break;
  }
  printf("%d ", L->elem[i]);
 }
 return 0;
}

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