用Python写冒泡排序代码

冒泡排序是最基础的排序算法之一，也是最容易理解的排序算法之一。其原理是通过比较相邻元素的大小将大的元素往后移，小的元素往前移，从而实现排序。冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)，效率较低，但对于小规模数据排序是比较实用的。

Python是一种简单易学的高级编程语言，其语法简洁明了，非常适合初学者学习。Python提供了丰富的数据类型和内置函数，使得编写冒泡排序代码变得更加容易。下面我们将从多个角度分析如何用Python实现冒泡排序。

1. 算法思路

冒泡排序的算法思路非常简单，就是将相邻的元素两两比较，将大的元素往后移，小的元素往前移，以此达到排序的目的。具体实现过程如下：

1.比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换它们两个。

2.对每一对相邻的元素做同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。这一步完成后，最后的元素会是最大的数。

3.针对所有的元素重复上述步骤，除了最后一个。

4.持续每次对越来越少的元素重复上述步骤，直到没有任何一对数字需要比较。

2. Python实现

在Python中，我们可以很容易地实现冒泡排序，代码如下：

def bubble_sort(array):

n = len(array)

for i in range(n):

for j in range(0, n-i-1):

if array[j] > array[j+1] :

array[j], array[j+1] = array[j+1], array[j]

array = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]

bubble_sort(array)

print ("排序后的数组:")

for i in range(len(array)):

print ("%d" %array[i]),

上述代码中，我们首先定义了一个函数bubble_sort()，它接收一个列表作为参数。在函数中，我们使用两个for循环来遍历列表中的所有元素，并且比较相邻元素的大小，如果前一个元素比后一个元素大，则交换它们的位置。最后，我们输出排序后的数组。

3. 优化

冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)，效率较低，如果要对大量数据进行排序，需要考虑优化。下面我们介绍两种优化方法。

3.1. 如果在某一轮排序中没有发生交换，说明已经排好序了，可以直接退出循环。

def bubble_sort(array):

n = len(array)

for i in range(n):

flag = 0

for j in range(0, n-i-1):

if array[j] > array[j+1] :

array[j], array[j+1] = array[j+1], array[j]

flag = 1

if flag == 0:

break

上述代码中，我们在每一轮排序中设置了一个标志位flag，如果在这一轮排序中没有发生交换，说明已经排好序了，可以直接退出循环，从而提高了效率。

3.2. 在每一轮排序中记录最后一次交换的位置，下一轮排序时，只需要扫描到这个位置即可。

def bubble_sort(array):

n = len(array)

k = n

for i in range(n):

flag = 0

for j in range(0, k-1):

if array[j] > array[j+1] :

array[j], array[j+1] = array[j+1], array[j]

flag = 1

k = j + 1

if flag == 0:

break

上述代码中，我们在每一轮排序中记录最后一次交换的位置k，下一轮排序时，只需要扫描到这个位置即可，从而减少了比较的次数，提高了效率。

4. 总结

本文介绍了如何用Python实现冒泡排序算法，从算法思路、Python实现、优化等多个角度进行了分析。冒泡排序虽然效率较低，但对于小规模数据排序是比较实用的，同时也是初学者学习排序算法的基础。