冒泡排序算法的C语言实现

冒泡排序（Bubble Sort）是一种简单直观的排序算法。尽管它在性能上不如其他高级排序算法，但其易于理解和实现，使其成为学习排序算法的良好起点。本文将详细介绍冒泡排序的基本原理及其在C语言中的实现。

算法原理

冒泡排序的核心思想是通过多次遍历待排序序列，依次比较相邻的元素并交换它们的位置，将每次遍历中最大的元素"冒泡"到序列的末尾，直到整个序列有序。具体步骤如下：

1. 从序列的第一个元素开始，依次比较相邻的两个元素，如果前一个元素大于后一个元素，则交换它们的位置。
2. 重复上述过程，直到遍历结束，此时最大的元素已经移动到序列的末尾。
3. 对剩下的序列重复上述过程，直到所有元素有序。

C语言实现

以下是冒泡排序在C语言中的具体实现代码：

#include <stdio.h>
 
// 交换两个整数的值
void swap(int* a, int* b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}
 
// 冒泡排序函数
void bubbleSort(int arr[], int n) {
    for (int i = 0; i < n-1; i++) {
        // 提前退出标志位
        int swapped = 0;
        for (int j = 0; j < n-i-1; j++) {
            if (arr[j] > arr[j+1]) {
                swap(&arr[j], &arr[j+1]);
                swapped = 1;
            }
        }
        // 如果没有发生交换，说明数组已经有序，提前退出
        if (swapped == 0)
            break;
    }
}
 
// 打印数组
void printArray(int arr[], int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}
 
// 主函数
int main() {
    int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    printf("排序前的数组: \n");
    printArray(arr, n);
    bubbleSort(arr, n);
    printf("排序后的数组: \n");
    printArray(arr, n);
    return 0;
}

代码解释

1. swap函数：用于交换两个整数的值。
2. bubbleSort函数：实现冒泡排序算法。外层循环遍历整个数组，内层循环进行相邻元素的比较和交换操作。引入swapped标志位用于优化，若在某次遍历中未发生交换，则提前退出循环。
3. printArray函数：用于打印数组内容。
4. main函数：定义了一个整数数组，调用bubbleSort函数对其进行排序，并在排序前后打印数组。

运行方法

1. 将上述代码保存为一个.c文件，例如bubblesort.c。
2. 使用C编译器编译代码，例如使用gcc编译：

   gcc bubblesort.c -o bubblesort
   

3. 运行生成的可执行文件：

   ./bubblesort
   

运行上述程序，你将看到数组在排序前后的输出结果。

结论

尽管冒泡排序在最坏情况下的时间复杂度为O(n²)，且并不适用于大规模数据排序，但其算法思想简单易懂，适合初学者入门学习。本文通过详细的代码示例展示了冒泡排序的实现，希望对大家有所帮助。