冒泡排序的终极改进优化

1、排序方法

     将被排序的记录数组R[1..n]垂直排列，每个记录R[i]看作是重量为R[i].key的气泡。根据轻气泡不能在重气泡之下的原则，从下往上扫描数组R：凡扫描到违反本原则的轻气泡，就使其向上"飘浮"。如此反复进行，直到最后任何两个气泡都是轻者在上，重者在下为止。

（1）初始

　    R[1..n]为无序区。

（2）第一趟扫描

　    从无序区底部向上依次比较相邻的两个气泡的重量，若发现轻者在下、重者在上，则交换二者的位置。即依次比较(R[n]，R[n-1])，(R[n-1]，R[n-2])，…，(R[2]，R[1])；对于每对气泡(R[j+1]，R[j])，若R[j+1].key<R[j].key，则交换R[j+1]和R[j]的内容。

    　第一趟扫描完毕时，"最轻"的气泡就飘浮到该区间的顶部，即关键字最小的记录被放在最高位置R[1]上。

（3）第二趟扫描

　    扫描R[2..n]。扫描完毕时，"次轻"的气泡飘浮到R[2]的位置上……

    　最后，经过n-1 趟扫描可得到有序区R[1..n]

  注意：

　    第i趟扫描时，R[1..i-1]和R[i..n]分别为当前的有序区和无序区。扫描仍是从无序区底部向上直至该区顶部。扫描完毕时，该区中最轻气泡飘浮到顶部位置R[i]上，结果是R[1..i]变为新的有序区。

2、冒泡排序过程动画演示

https://www.erdangjiade.com/jquery/75/7559/demo/

3. 传统实现

package main

import "fmt"

func buble(a []int) []int {
    l := len(a)
    fmt.Println("inputed ", a, " len ", l)
    last := l - 1
    tmp := 0
    for i := l; i >= 0; i-- {
        for j := 0; j < last; j++ {
            if a[j] > a[j+1] {
                tmp = a[j]
                a[j] = a[j+1]
                a[j+1] = tmp
            }
        }
    }
    return a
}
func main() {
    a := []int{3, 7, 8, 11, 99}
    fmt.Println("len ", len(a), buble(a))
    a = []int{3, 7, 1, 4, 8, 2, 5, 11, 99, 7}
    fmt.Println("len ", len(a), buble(a))
}

inputed  [3 7 8 11 99]  len  5
len  5 [3 7 8 11 99]
inputed  [3 7 1 4 8 2 5 11 99 7]  len  10
len  10 [1 2 3 4 5 7 7 8 11 99]

改进后：

package main

import "fmt"

func buble(a []int) []int {
    l := len(a)
    fmt.Println("inputed ", a, " len ", l)
    tmp := 0
    pos := 0
    last := l - 1 
    for i := l; i >= 0; i-- {
        swap := 0 //如果一趟循环没有发生过交换， 说明啥？ 那就是数组已经有序了，啥也不用做
        for j := 0; j < last; j++ {
            if a[j] > a[j+1] {
                swap = 1
                pos = j //最后一次交换发生时，那么后面的数组肯定是有序了，前面的数据则可能是无序的，所以记录这个位置，下次直接对比pos前面的
数即可，这就大大减少对比次数了

　　　　　　　　　 tmp = a[j]
                a[j] = a[j+1]
                a[j+1] = tmp
            }
        }
        last = pos
        if swap == 0 {//有序了，直接返回
            return a
        }
    }
    return a
}
func main() {
    a := []int{3, 7, 8, 11, 99}
    fmt.Println("len ", len(a), buble(a))
    a = []int{3, 7, 1, 4, 8, 2, 5, 11, 99, 7}
    fmt.Println("len ", len(a), buble(a))
}

inputed  [3 7 8 11 99]  len  5
len  5 [3 7 8 11 99]
inputed  [3 7 1 4 8 2 5 11 99 7]  len  10
len  10 [1 2 3 4 5 7 7 8 11 99]

import "fmt"

func buble(a []int) []int {
    l := len(a)
    fmt.Println("inputed ", a, " len ", l)
    pos := 0
    last := l - 1
    for i := l; i >= 0; i-- {
        swap := 0
        for j := 0; j < last; j++ {
            if a[j] > a[j+1] {
                swap = 1
                pos = j
                a[j] ^= a[j+1] //如果数组元素是(u)int(16/32/64)，可以考虑使用这种方式：位的异或运算。好处是不用借助临时变量。
                a[j+1] ^= a[j]
                a[j] ^= a[j+1]
            }
        }
        last = pos
        if swap == 0 {
            return a
        }
    }
    return a
}
func main() {
    a := []int{3, 7, 8, 11, 99}
    fmt.Println("len ", len(a), buble(a))
    a = []int{3, 7, 1, 4, 8, 2, 5, 11, 99, 7}
    fmt.Println("len ", len(a), buble(a))
}

inputed  [3 7 8 11 99]  len  5
len  5 [3 7 8 11 99]
inputed  [3 7 1 4 8 2 5 11 99 7]  len  10
len  10 [1 2 3 4 5 7 7 8 11 99]

　　

　　

如果你有更好的算法，欢迎评补充！！