PHP排序算法之冒泡排序(Bubble Sort)實現(xiàn)方法詳解

本文實例講述了PHP排序算法之冒泡排序(Bubble Sort)實現(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);

上面的這段代碼嚴格意義上說，不算是標準的冒泡排序，因為它不滿足“兩兩比較相鄰記錄”的冒泡排序思想，它僅僅是一個簡單的交換排序。思路不過是：從第一個關(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，一次比較兩個元素，如果他們的順序錯誤就把他們交換過來。走訪數(shù)列的工作是重復(fù)地進行直到?jīng)]有再需要交換，也就是說該數(shù)列已經(jīng)排序完成。

這個算法的名字由來是因為數(shù)組中越大的元素會由于一次次排序后逐漸“沉”到數(shù)組的后面，而越小的元素會逐漸“浮”到數(shù)組的前面，故名。

冒泡排序算法的運作如下：（從后往前）

1.比較相鄰的元素。如果第一個比第二個大，就交換他們兩個。
2.對每一對相鄰元素作同樣的工作，從開始第一對到結(jié)尾的最后一對。在這一點，最后的元素應(yīng)該會是最大的數(shù)。
3.針對所有的元素重復(fù)以上的步驟，除了最后一個。
4.持續(xù)每次對越來越少的元素重復(fù)上面的步驟，直到?jīng)]有任何一對數(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：

《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，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，交換了 2 和 1 ，此時的序列已經(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，我們已經(jīng)對 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發(fā)生任何數(shù)據(jù)交換，再做也是沒有意義了）。為了實現(xiàn)這個想法，我們需要改進一下代碼，增加一個標記變量 flag 來實現(xiàn)這一算法的改進：

//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)的時候沒有發(fā)生元素的交換，則整個數(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;
      }
    }
  }
}

代碼改動的關(guān)鍵就是在 i 變量的for循環(huán)中，增加了對flag是否為 true 的判斷，經(jīng)過這樣的改進，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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希望本文所述對大家PHP程序設(shè)計有所幫助。