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起泡排序

起泡排序(Bubble Sort)是一種簡單的排序算法,它重複地走訪要排序的元素列,依次比較兩個相鄰的元素,如果它們的順序錯誤就把它們交換過來。這個算法的名字由來是因為越小的元素會經由交換慢慢「浮」到數列的頂端(升序或降序排列),就如同碳酸飲料中二氧化碳的氣泡最終會上浮到頂端一樣。

起泡排序的時間複雜度為O(n²),這是因為需要遍歷每個元素,並且每個元素都需要與其他元素進行比較和交換。在最壞的情況下,每個元素都需要進行比較和交換,因此時間複雜度是O(n²)。儘管起泡排序的時間複雜度較高,但其空間複雜度很低,只需要一個額外的變數來進行交換。

起泡排序的基本思想是將相鄰位置的元素進行比較,如果它們的相對順序是反的(逆序),那麼就交換這兩個元素。假設要實現升序排序,那就依次比較相鄰的兩個元素,將大的元素放在小的元素後面。在對數組的一次遍歷操作執行交換後,數組中最大的元素被交換到了數組的尾部。這個過程就像是一個氣泡(每次向後交換的元素)從水底(數組頭部)向上不斷上浮,直到水面(數組尾部)。

如果輸入的數據已經部分有序,起泡排序的性能會更好。在最壞的情況下,即輸入的數據完全逆序,起泡排序需要O(n²)的時間複雜度。然而,在輸入數據已經部分有序或完全有序的情況下,起泡排序的性能會優於最壞情況。