C语言实现冒泡排序-整数排序

我一直觉得排序算法挺重要的，但是却没有深入的去理解它；

没有深入理解就无法用代码将它实现；

在腾讯的在线模拟考试中就有一题问到冒泡排序；

我几乎是傻眼了！我知道这样的问题是最基础的；

无论过去怎样现在要全面深入的理解所有排序算法；

让我们从最简单的冒泡开始吧！

Problem

你想要将（4，3，5，1，2）排序成（1，2，3，4，5）

你决定使用最简单的冒泡排序；

Solution

首先，假定你知道C语言的基本语法。

vim bubble_sort.c

打开编辑器后，你不要着急写代码；

想想自己需要哪些函数帮助自己解决问题；

首先，对于数据的对比。你应该明白自己需要一个叫做cmp_int(int number_1,int number_2);

其次，你可能需要对两个数据的位置进行交换。因此，一个叫做swap(int number_1,int number_2)的函数也是应当存在的；

最后，你应该需要一个能够遍历这个数组的函数，当然也就冒泡排序的主要框架bubble_sort(int arr[],int len)；

因此，你的声明应该如下代码所示：

  #include <stdio.h>

   int cmp_int(int number_1,int number_2);
   void swap(int number_1,int number_2);
   void bubble_sort(int arr[],int len);

为了测试数据是否正确排序，你需要一些数据；

因此你需要一个数组numbers；

当然，为了能够更好的显示你的数组确实正确的排序啦！你需要打印它里面的每一个元素；

因此你需要这样写你的main函数；

#include <stdio.h>

int cmp_int(int number_1,int number_2);
void swap(int number_1,int number_2);
void bubble_sort(int arr[],int len);

int main(void)
{
    int numbers[] = { ,,,, };
    int i ;
    for (i = ; i < ; ++i)
    {
        printf("%d\t",numbers[i]);

    }
    puts("");

    return ;
}

对于冒泡排序的实现，我不会过多的讲解它的原理；

可以参考（。。。。）描述的比较清楚；

那么接下来用代码来实现我们的核心函数；

#include <stdio.h>

int cmp_int(int number_1,int number_2);
void swap(int number_1,int number_2);
void bubble_sort(int arr[],int len);

int main(void)
{
    int numbers[] = { ,,,, };
    int i ;
    for (i = ; i < ; ++i)
    {
        printf("%d\t",numbers[i]);

    }
    puts("");

    return ;
}

int cmp_int(int number_1,int number_2)
{
    return number_1 > number_2 ? 1:0;
}

void swap(int number_1,int number_2)
{
    int tmp ;
    tmp = number_1;
    number_1 = number_2;
    number_2 = tmp;
}

void bubble_sort(int arr[],int len)
{
    int i,j;
    for (i = ;i < len -; i++)
    {
        for (j =  ; j < len -  -i ; j++)
        {

            if (cmp_int(arr[j],arr[j+]))
                swap(arr[j],arr[j+]);
        }
    }
}

接下来，我们将在main函数中依次调用这些函数进行测试：

首先，测试cmp_int函数：

int main(void)
{
    int numbers[] = { ,,,, };
    int i ;
    for (i = ; i < ; ++i)
    {
        printf("%d\t",numbers[i]);

    }
    puts("");

// For Test cmp_int function
    if (cmp_int(,)){
        //if 1 > 2,return 0
        puts("Biger");
    }else{
        puts("smaller");
    }   

    return ;
}

结果如下：

接下来测试，swap函数：

int main(void)
{
    int numbers[] = { ,,,, };
    int i ;
    for (i = ; i < ; ++i)
    {
        printf("%d\t",numbers[i]);

    }
    puts("");

// For Test cmp_int function
    if (cmp_int(,)){
        //if 1 > 2,return 0
        puts("Biger");
    }else{
        puts("smaller");
    }
// For Test swap function
    int x = ;
    int y = ;
    printf("x = %d\ty = %d\n",x,y);
    swap(x,y);
    printf("x = %d\ty = %d\n",x,y);

    return ;
}

运行结果如下：

结果并没有实现x,y两个的值交换；

原因是什么呢？

首先，你要理解C语言的参数是传值；

因此，当你把值传给函数，它只是得到一个局部临时变量中，因此，无论你怎么操作，也只是对一个副本而言；

因此，你需要用到指针来解决这个问题。（关于指针与参数，可以参考。。。。）

我们把swap改写为如下：

int cmp_int(int number_1,int number_2);
void swap(int *number_1,int *number_2);
void bubble_sort(int arr[],int len);

void swap(int *number_1,int *number_2)
{
    int tmp ;
    tmp = *number_1;
    *number_1 = *number_2;
    *number_2 = tmp;
}

主函数调用swap也应该把传值参数，改为传地址；

全部修改后如下：

int cmp_int(int number_1,int number_2);
void swap(int *number_1,int *number_2);
void bubble_sort(int arr[],int len);

int main(void)
{
    int numbers[] = { ,,,, };
    int i ;
    for (i = ; i < ; ++i)
    {
        printf("%d\t",numbers[i]);

    }
    puts("");

// For Test cmp_int function
    if (cmp_int(,)){
        //if 1 > 2,return 0
        puts("Biger");
    }else{
        puts("smaller");
    }
// For Test swap function
    int x = ;
    int y = ;
    printf("x = %d\ty = %d\n",x,y);
    swap(&x,&y);
    printf("x = %d\ty = %d\n",x,y);

    return ;
}

int cmp_int(int number_1,int number_2)
{
    return number_1 > number_2 ? :;
}

void swap(int *number_1,int *number_2)
{
    int tmp ;
    tmp = *number_1;
    *number_1 = *number_2;
    *number_2 = tmp;
}

注意，因为你修改来swap得函数参数，因此在bubble_sort函数里面调用swap时会报错，你可以修改为如下：

void bubble_sort(int arr[],int len)
{
    int i,j;
    for (i = ;i < len -; i++)
    {
        for (j =  ; j < len -  -i ; j++)
        {

            if (cmp_int(arr[j],arr[j+]))
                swap(&arr[j],&arr[j+]);
        }
    }
}

运行，结果如下：

可以看出，交换函数已经正常工作；

接下来测试排序主函数；

int main(void)
{
    int numbers[] = { ,,,, };
    int i ;
    for (i = ; i < ; ++i)
    {
        printf("%d\t",numbers[i]);

    }
    puts("");

// For Test cmp_int function
    if (cmp_int(,)){
        //if 1 > 2,return 0
        puts("Biger");
    }else{
        puts("smaller");
    }
// For Test swap function
    int x = ;
    int y = ;
    printf("x = %d\ty = %d\n",x,y);
    swap(&x,&y);
    printf("x = %d\ty = %d\n",x,y);
//For Test bubble_sort function
    bubble_sort(numbers,);
    for (i = ; i < ; ++i)
    {
        printf("%d\t",numbers[i]);

    }
    puts(" ");
    return ;
}

结果运行正确；

最后去掉所有无关紧要的测试代码；

所有代码如下：

#include <stdio.h>

int cmp_int(int number_1,int number_2);
void swap(int *number_1,int *number_2);
void bubble_sort(int arr[],int len);

int main(void)
{
    int numbers[] = { ,,,, };
    int i ;
    for (i = ; i < ; ++i)
    {
        printf("%d\t",numbers[i]);

    }
    puts("");

    bubble_sort(numbers,);
    for (i = ; i < ; ++i)
    {
        printf("%d\t",numbers[i]);

    }
    puts(" ");
    return ;
}

int cmp_int(int number_1,int number_2)
{
    return number_1 > number_2 ? :;
}
void swap(int *number_1,int *number_2)
{
    int tmp ;
    tmp = *number_1;
    *number_1 = *number_2;
    *number_2 = tmp;
}
void bubble_sort(int arr[],int len)
{
    int i,j;
    for (i = ;i < len -; i++)
    {
        for (j =  ; j < len -  -i ; j++)
        {   

            if (cmp_int(arr[j],arr[j+]))
                swap(&arr[j],&arr[j+]);
        }
    }
}

Discussion

这只是学习如何进行整数的排序，现实遇到的问题可能是字符串，中文等等；

我会继续总结；

See Also

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