嵌入式 - 数据结构与算法：（1-10）排序算法 - 冒泡排序（Bubble Sort）

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目 录

• • [1）冒泡排序（Bubble Sort）](#1）冒泡排序（Bubble Sort）)
  • • 1.1）算法步骤
    • 1.2）时间与空间复杂度
    • [1.3）C 语言代码示例](#1.3）C 语言代码示例)

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1）冒泡排序（Bubble Sort）

冒泡排序通过 多次遍历数组，比较相邻元素 ，若顺序错误（如升序情况下，前 > 后）则交换。每一轮遍历会 将当前未排序部分中的最大值 "冒泡" 到末尾。重复此过程，直到整个数组有序。特点是：简单直观、稳定、原地排序。

1.1）算法步骤

1. 从索引 0 开始，比较 arr[i] 和 arr[i+1]；
2. 升序要求下，如果 arr[i] > arr[i+1]，交换两者；
3. 继续向后比较，直到倒数第二个元素；
4. 第一轮结束后，最大元素已在最后；
5. 对前 n-1 个元素重复上述过程；
6. 若某轮未发生任何交换，说明数组已有序，可提前终止（优化）。

1.2）时间与空间复杂度

情况	时间复杂度
最好（已有序）	O(n)（需优化）
平均	O(n²)
最坏（逆序）	O(n²)

• 空间复杂度：O(1)（原地排序）
• 稳定性：✔️ 稳定（相等元素不交换）

1.3）C 语言代码示例

#include <stdio.h>

/**
 * @brief:		bubble_sort ------ 冒泡排序函数（升序）
 * @note:		n - 输入数组长度
 */
void bubble_sort(int arr[], int n) 
{
    for (int i=0; i<n-1; i++) 
    {
        int swapped = 0; // 优化标志：本轮是否发生交换

        // 每轮将最大元素移到末尾
        for (int j=0; j<n-1-i; j++) 
        {
            if (arr[j] > arr[j+1]) 
            {
                // 交换 arr[j] 和 arr[j+1]
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
                swapped = 1;
            }
        }

        // 如果本轮没有交换，说明已有序，提前退出
        if (!swapped)
            break;
    }
}

// 打印数组
void print_array(int arr[], int n) 
{
    for (int i=0; i<n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}

/* 主函数：测试冒泡排序 */
int main() 
{
    int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    printf("原始数组: ");
    print_array(arr, n);

    bubble_sort(arr, n);

    printf("排序后数组: ");
    print_array(arr, n);

    return 0;
}

运行结果如下：

原始数组: 64 34 25 12 22 11 90 
排序后数组: 11 12 22 25 34 64 90 

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