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C#冒泡排序算法(附带源码)

在程序设计中,经常需要将一组数列进行排序,以方便统计与查询。冒泡排序法是最常用的数组排序算法之一,它排序数组元素的过程总是小数往前放,大数往后放,类似水中气泡往上升的现象,所以称作冒泡排序。

1. 基本思想

冒泡排序算法的基本思想是比较相邻的元素值,如果满足条件就交换元素值,把较小的元素移动到数组前面,把大的元素移动到数组后面(也就是交换两个元素的位置),这样较小的元素就像气泡一样从底部上升到顶部。

2. 计算过程

冒泡排序算法由双层循环实现,其中外层循环用于控制排序轮数,一般是要排序的数组的长度减一次,因为最后一次循环只剩下一个数组元素,不需要比较,这时数组已经完成排序了。而内层循环主要用于比较数组中每个邻近元素的大小,以确定是否交换位置,比较和交换次数根据排序轮数而减少。

例如,一个拥有 6 个元素的 C# 数组在排序过程中每一次循环的排序过程和结果如图1所示。

6 个元素的C#数组的排序过程
图1:6 个元素数组的排序过程

第1轮外层循环时把最大的元素值 63 移动到了最后面(相应地,比 63 小的元素向前移动,类似气泡上升),第2轮外层循环不再比较最后一个元素值 63,因为它已经确认为最大(不需要上升),应该放在最后,需要比较和移动的是其他元素,这次将元素值 24 移动到了 63 的前一个位置。

其他循环以此类推,直至完成排序任务。

3. 流程图和代码

冒泡排序算法的传统流程图和 N-S 结构化流程图分别如图 2 和图 3 所示。

C#冒泡排序算法的传统流程图
图2:冒泡排序算法的传统流程图

C#冒泡排序算法的 N-S 结构化流程图
图3:冒泡排序算法的 N-S 结构化流程图

创建一个控制台应用程序,使用冒泡排序算法对一维数组中的元素按从小到大的顺序进行排序,C# 代码如下:
static void Main(string[] args)
{
     int[] arr = new int[] { 63, 4, 24, 1, 3, 15 };//定义一个一维数组,并赋值
     Console.Write("初始数组:");
     foreach (int m in arr)      //循环遍历定义的一维数组,并输出其中的元素
          Console.Write(m + " ");
     Console.WriteLine();
     //定义一个int类型的变量,用来存储新的数组元素
     int temp;
     for (int i = 0; i < arr.Length - 1; i++)      //根据数组下标的值遍历数组元素
     {
          for (int j = i + 1; j < arr.Length; j++)
          {
               if (arr[i] > arr[j])   //判断前后两个数的大小
               {
                    temp = arr[i];       //将大的元素的值赋给定义的int变量
                    arr[i] = arr[j];     //将后一个元素的值赋给前一个元素
                    arr[j] = temp;       //将int变量中存储的值赋给后一个元素
             }
         }
     }
     Console.Write("排序后的数组:");
     foreach (int n in arr)            //循环遍历排序后的数组元素并输出
          Console.Write(n + " ");
     Console.ReadLine();
}
运行程序,效果如图4所示。

C#冒泡排序法的运行结果
图4:冒泡排序法的运行结果

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