冒泡排序

冒泡排序（Bubble Sort）是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。

冒泡排序对个项目需要O()的比较次数，且可以原地排序。尽管这个算法是最简单了解和实作的排序算法之一，但它对于少数元素之外的数列排序是很没有效率的。

冒泡排序是与插入排序拥有相等的执行时间，但是两种法在需要的交换次数却很大地不同。在最坏的情况，冒泡排序需要次交换，而插入排序只要最多交换。冒泡排序的实现（类似下面）通常会对已经排序好的数列拙劣地执行（），而插入排序在这个例子只需要个运算。因此很多现代的算法教科书避免使用冒泡排序，而用插入排序取代之。冒泡排序如果能在内部循环第一次执行时，使用一个旗标来表示有无需要交换的可能，也有可能把最好的复杂度降低到。在这个情况，在已经排序好的数列就无交换的需要。若在每次走访数列时，把走访顺序和比较大小反过来，也可以稍微地改进效率。有时候称为往返排序，因为算法会从数列的一端到另一端之间穿梭往返。

冒泡排序算法的运作如下：

1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
2. 对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。
3. 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
4. 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。

   // 参考白话经典算法之冒泡排序的思想
   #include <stdio.h>
   
   void SwapValue(int *OperatorA, int *OperatorB)
   {
       if ((NULL == OperatorA) || (NULL == OperatorB))
       {
           printf ("Invalid Parameter(s)!\n");
           return;
       }
   
       if ((*OperatorA) != (*OperatorB))
       {
           *OperatorA ^= *OperatorB;
           *OperatorB ^= *OperatorA;
           *OperatorA ^= *OperatorB;
       }
   }
   
   void BabbleSort(int *a, int N)
   {
       if ((NULL == a) || (N <= 0))
       {
           printf ("Invalid Parameter(s)!\n");
           return;
       }
   
       for (int i = 0; i < N; ++i)
       {
           for (int j = 1; j < (N - i); ++j)
           {
               if (a[j] < a[j-1])
               {
                   SwapValue (&a[j], &a[j-1]);
               }
           }
       }
   }
   
   // 优化一，若排序在循环完成之前完成，则循环不必继续下去
   void BabbleSort1(int *a, int N)
   {
       if ((NULL == a) || (N <= 0))
       {
           printf ("Invalid Parameter(s)!\n");
           return;
       }
   
       bool bFlag = true;
       int nLength = N;
   
       while (bFlag)
       {
           bFlag = false;
           for (int i = 1; i < nLength; ++i)
           {
               if (a[i] < a[i-1])
               {
                   SwapValue (&a[i], &a[i-1]);
                   bFlag = true;
               }
           }
   
           --nLength;
       }
   }
   
   // 优化二，若数组后面已经有序且都比前面的大，则没有必要将他们参与到排序中
   void BabbleSort2(int *a, int N)
   {
       if ((NULL == a) || (N <= 0))
       {
           printf ("Invalid Parameter(s)!\n");
           return;
       }
   
       int nFlag = N;
       int nLength;
   
       while (nFlag > 0)
       {
           nLength = nFlag;
           nFlag = 0;
   
           for (int i = 1; i < nLength; ++i)
           {
               if (a[i] < a[i-1])
               {
                   SwapValue (&a[i], &a[i-1]);
                   nFlag = i;
               }
           }
       }
   }
   
   int main(void)
   {
       int a1[9] = {9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1};
       int a2[9] = {9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1};
       int a3[9] = {9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1};
   
       BabbleSort(a1, 9);
       BabbleSort1(a2, 9);
       BabbleSort2(a3, 9);
   
       for (int i = 0; i < 9; ++i)
       {
           printf ("%d ", a1[i]);
       }
   
       printf ("\n");
   
       for (int i = 0; i < 9; ++i)
       {
           printf ("%d ", a2[i]);
       }
   
       printf ("\n");
   
       for (int i = 0; i < 9; ++i)
       {
           printf ("%d ", a3[i]);
       }
   
       printf ("\n");
   
       return 0;
   }