首页 > 代码库 > 冒泡排序时间复杂性的分析
冒泡排序时间复杂性的分析
冒泡排序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。
冒泡排序就是把小的元素往前调或者把大的元素往后调。比较是相邻的两个元素比较,交换也发生在这两个元素之间。所以,如果两个元素相等,我想你是不会再无聊地把他们俩交换一下的;如果两个相等的元素没有相邻,那么即使通过前面的两两交换把两个相邻起来,这时候也不会交换,所以相同元素的前后顺序并没有改变,所以冒泡排序是一种稳定排序算法。
关于冒泡排序时间复杂性,大家都知道最坏情况下为O(n^2)为什么最好情况下为O(n),很多人有疑问,下面我们就来分析一下:
首先大家看看下面两种冒泡排序的方法:
方法一:
//冒泡排序
template <class T>
void Bubble(T a[],int n)
{
//把数组a[0:n-1]中最大的元素冒泡移到右边
for(int i=n-1;i>0;--i)
for(int j=0;j<i;++j)
if(a[j]>a[j+1])
Swap(a[j],a[j+1]);
}
方法二:
//及时终止的冒泡排序
template <class T>
void BubbleSort(T a[],int n)
{
//及时终止的冒泡排序
bool swapped=FALSE;
for(int i=n-1;i>0&&!swapped;--i)
{
swapped=true;
for(int j=0;j<i;++j)
if(a[j]>a[j+1])
{
Swap(a[j],a[j+1]);
swapped=false;
}
}
}
首先,用模板是一个很好的习惯,这个是毋庸置疑的,面试的时候也是一样!
对于方法一来说,我们可以看出,无论是最好情况(即本身就是按序排列的)还是最坏情况,都会执行两个for循环,直到条件不成立为止,因此两者情况下时间复杂度都是O(n^2)。
而对于方法二来说就不一样了,如果是最好情况(即本身就是按序排列的),那么永远不会执行if条件语句,从而终止符号swapped不会再变为false,因此外层for循环只执行一次,里面for循环完整执行n次,总的时间复杂度就变成了O(n)。
这里空间复杂度(辅助存储)为O(1),因为Swap里面用到了一个局部变量,如下:
template<class T>
void Swap(T& a,T& b)
{
T temp = a;
a = b;
b = temp;
}
如果要求不能使用额外的存储空间怎么办?一个局部变量都不能添加怎么办?那么我们只能用异或运算了,如下:
template<class T>
void Swap(T& a,T& b)
{
a = a^b;
b = a^b;
a = a^b;
}