PHP排序算法之冒泡排序(Bubble Sort)實(shí)現(xiàn)方法詳解
本文實(shí)例講述了PHP排序算法之冒泡排序(Bubble Sort)實(shí)現(xiàn)方法。分享給大家供大家參考,具體如下:
基本思想:
冒泡排序是一種交換排序,它的基本思想是:兩兩比較相鄰記錄的關(guān)鍵字,如果反序則交換,直到?jīng)]有反序的記錄為止。
最簡單排序?qū)崿F(xiàn):
我們先來看看在沒有學(xué)習(xí)各種排序方法前經(jīng)常使用的排序方法(至少我是這樣。。。。):
//這里使用了類型提示(type hint) array,不熟悉或者不習(xí)慣的同學(xué)大可去掉,不影響運(yùn)算結(jié)果 function MySort(array &$arr){ $length = count($arr); for($i = 0;$i < $length - 1;$i ++){ for($j = $i + 1;$j < $length;$j ++){ //將小的關(guān)鍵字放前面 if($arr[$i] > $arr[$j]){ $temp = $arr[$i]; $arr[$i] = $arr[$j]; $arr[$j] = $temp; } } } } $arr = array(9,1,5,8,3,7,4,6,2); MySort($arr); print_r($arr);
上面的這段代碼嚴(yán)格意義上說,不算是標(biāo)準(zhǔn)的冒泡排序,因?yàn)樗粷M足“兩兩比較相鄰記錄”的冒泡排序思想,它僅僅是一個(gè)簡單的交換排序。思路不過是:從第一個(gè)關(guān)鍵字開始,將每一位關(guān)鍵字與它后面的所有關(guān)鍵字相比較,交換得到其中的最小值。但這個(gè)算法是非常低效的。
冒泡排序算法:
它重復(fù)地走訪過要排序的數(shù)列,一次比較兩個(gè)元素,如果他們的順序錯(cuò)誤就把他們交換過來。走訪數(shù)列的工作是重復(fù)地進(jìn)行直到?jīng)]有再需要交換,也就是說該數(shù)列已經(jīng)排序完成。
這個(gè)算法的名字由來是因?yàn)閿?shù)組中越大的元素會(huì)由于一次次排序后逐漸“沉”到數(shù)組的后面,而越小的元素會(huì)逐漸“浮”到數(shù)組的前面,故名。
冒泡排序算法的運(yùn)作如下:(從后往前)
1.比較相鄰的元素。如果第一個(gè)比第二個(gè)大,就交換他們兩個(gè)。
2.對(duì)每一對(duì)相鄰元素作同樣的工作,從開始第一對(duì)到結(jié)尾的最后一對(duì)。在這一點(diǎn),最后的元素應(yīng)該會(huì)是最大的數(shù)。
3.針對(duì)所有的元素重復(fù)以上的步驟,除了最后一個(gè)。
4.持續(xù)每次對(duì)越來越少的元素重復(fù)上面的步驟,直到?jīng)]有任何一對(duì)數(shù)字需要比較。
看文字描述不一定看得懂,看代碼吧:
//交換方法 function swap(array &$arr,$a,$b){ $temp = $arr[$a]; $arr[$a] = $arr[$b]; $arr[$b] = $temp; } //冒泡排序 function BubbleSort(array &$arr){ $length = count($arr); for($i = 0;$i < $length - 1;$i ++){ //從后往前逐層上浮小的元素 for($j = $length - 2;$j >= $i;$j --){ //兩兩比較相鄰記錄 if($arr[$j] > $arr[$j + 1]){ swap($arr,$j,$j+1); } } } }
冒泡排序算法改進(jìn):
《大話數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》果然是本好書,還給我們介紹了冒泡排序算法的改進(jìn),這里我就直接搬它的陳述:
上面的冒泡排序算法是否還可以優(yōu)化呢?答案是肯定的。試想一下,如果我們待排序的序列是{2,1,3,4,5,6,7,8,9},也就是說,除了第一和第二個(gè)關(guān)鍵字需要交換外,別的都已經(jīng)是正常的順序了。當(dāng) i = 0 時(shí),交換了 2 和 1 ,此時(shí)的序列已經(jīng)是有序的了,但是算法仍然不依不撓地將 i = 2 到 9 以及每個(gè)循環(huán)中的 j 循環(huán)都執(zhí)行了一遍,盡管并沒有交換數(shù)據(jù),但是之后的大量比較還是大大地多余了。
當(dāng) i = 2 時(shí),我們已經(jīng)對(duì) 9 與 8,8 與 7,·······,3 與 2 做了比較,沒有任何數(shù)據(jù)交換,這就說明此序列已經(jīng)有序,不需要再繼續(xù)后面的循判斷工作了(后面的工作也是不會(huì)發(fā)生任何數(shù)據(jù)交換,再做也是沒有意義了)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)想法,我們需要改進(jìn)一下代碼,增加一個(gè)標(biāo)記變量 flag 來實(shí)現(xiàn)這一算法的改進(jìn):
//交換方法 function swap(array &$arr,$a,$b){ $temp = $arr[$a]; $arr[$a] = $arr[$b]; $arr[$b] = $temp; } /冒泡排序的優(yōu)化(如果某一次循環(huán)的時(shí)候沒有發(fā)生元素的交換,則整個(gè)數(shù)組已經(jīng)是有序的了) function BubbleSort1(array &$arr){ $length = count($arr); $flag = TRUE; for($i = 0;($i < $length - 1) && $flag;$i ++){ $flag = FALSE; for($j = $length - 2;$j >= $i;$j --){ if($arr[$j] > $arr[$j + 1]){ swap($arr,$j,$j+1); $flag = TRUE; } } } }
代碼改動(dòng)的關(guān)鍵就是在 i 變量的for循環(huán)中,增加了對(duì)flag是否為 true 的判斷,經(jīng)過這樣的改進(jìn),冒泡排序在性能上就有了一些提升,可以避免因已經(jīng)有序的情況下的無意義循環(huán)判斷。
冒泡算法總的時(shí)間復(fù)雜度是 O(n^2)。
冒泡排序是穩(wěn)定排序。
本文參考自《大話數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》,在此僅作記錄,方便以后查閱,大神勿噴!
PS:這里再為大家推薦一款關(guān)于排序的演示工具供大家參考:
在線動(dòng)畫演示插入/選擇/冒泡/歸并/希爾/快速排序算法過程工具:
http://tools.jb51.net/aideddesign/paixu_ys
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希望本文所述對(duì)大家PHP程序設(shè)計(jì)有所幫助。
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