排序之冒泡排序｜Go主題月

排序：按照某種順序排列數據。
例如：一組單詞按照字母順序排序；一組單詞按照單詞長度進行排序。

排序的條件：

1. 元素之間能夠按某種規則比較大小；
2. 明確是否違反順序

假設要求切片數組[10, 1, 5, 3]數據按照升序排列, 以冒泡排序算法做爲排序算法：

1. 冒泡排序屢次遍歷切片數組。它比較相鄰的元素，將不合順序元素交換位置。
2. 每一輪遍歷都將下一個最大值放到正確的位置上。本質上，每一個元素經過「冒泡」找到本身所屬的位置。
3. 在按升序的順序排序中，把大的元素不斷的日後移動，這樣每次遍歷結束，大的數據都放到了正確的位置。

第一輪遍歷時，須要遍歷全部的元素，具體見下圖（帶顏色方框的表示正在比較的元素）：

1. 首先從0號元素開始遍歷，0號元素即值爲10和1號元素即值爲1進行比較，由於10大於1，因此須要互相交換位置；
2. 此時，切片數組爲[1, 10, 5, 3]，如今遍歷到了1號元素，把1號元素即值爲10和2號元素即值爲5進行比較，由於10大於5，因此須要互相交換位置；
3. 此時，切片數組爲[1, 5, 10, 3]，如今遍歷到了2號元素，把2號元素即值爲10和3號元素即值爲3進行比較，由於10大於3，因此須要互相交換位置；
4. 此時，切片數組爲[1, 5, 3, 10]，第一輪遍歷結束，最大的數字已經位於正確的位置。

第二輪遍歷時，由於最後一個元素已經處於正確的位置，因此只須要遍歷0號元素到倒數第二個元素便可，即[1, 5, 3]，具體見下圖（帶顏色方框的表示正在比較的元素）：

1. 此時，切片數組爲[1, 5, 3, 10], 首先從0號元素開始遍歷，0號元素即值爲1和1號元素即值爲5進行比較，由於1小於10，無需交換位置；
2. 此時，切片數組爲[1, 5, 3, 10]，如今遍歷到了1號元素，把1號元素即值爲5和2號元素即值爲3進行比較，由於5大於3，因此須要互相交換位置；
3. 此時，切片數組爲[1, 3, 5, 10]，第二輪遍歷結束，第二大的數值已處於正確的位置。

第三輪遍歷時，由於通過前兩輪的排序，目前只需遍歷[1, 3]便可，具體見下圖（帶顏色方框的表示正在比較的元素）：

1. 此時，切片數組爲[1, 3, 5, 10],首先從0號元素開始遍歷，0號元素即值爲1和1號元素即值爲3進行比較，由於1小於3，無需交換位置；
2. 此時，切片數組爲[1, 3, 5, 10], 第三輪遍歷結束。

整個切片數值已經按升序排序完畢爲[1, 3, 5, 10]。

時間複雜度： O(n²)
從上面的排序過程當中，給n個元素的切片數值冒泡排序須要通過n-1次遍歷，而後每次遍歷的比較次數依次爲n-一、n-二、n-三、...、二、1，因此是1+2+3+...+n-2+n-1的和，即½n²-½n，即O(n²)。

使用Golang實現的冒泡排序代碼以下：

package main

import (
	"fmt"
)

func bubbleSort(numList []int) {
	for needToSortNums := len(numList); needToSortNums > 0; needToSortNums-- {
		// 標記內部循環是否發生了元素交換
		swap := false
		for idx := 0; idx < needToSortNums-1; idx++ {
			if numList[idx] > numList[idx+1] {
				temp := numList[idx]
				numList[idx] = numList[idx+1]
				numList[idx+1] = temp
				swap = true
			}
		}
		// 若是沒有發生元素交換，說明已是正確的順序，函數退出
		if !(swap) {
			return
		}
	}
}

func main() {
	//numList := []int{10, 1, 5, 3}
	numList := []int{10, 1, 5, 3, 2, 7}
	//numList := []int{10, 1, 5, 3}
	fmt.Println(numList)
	// [10 1 5 3]
	bubbleSort(numList)
	fmt.Println(numList)
	// [1 3 5 10]
}
複製代碼

選擇排序爲在冒泡排序基礎上進行優化後的一種排序算法。