Trang chủ Thế giới Thuật toán cho dev - Algorithm Thuật toán Bubble Sort – Giới thiệu chi tiết và code ví...

Thế giới Thuật toán cho dev - Algorithm

Thuật toán Bubble Sort – Giới thiệu chi tiết và code ví dụ trên nhiều ngôn ngữ lập trình

Bubble Sort algorithm

Bởi

13 Tháng Mười, 2020

5221

🔥CHỌN LỌC TOP NHỮNG KHOÁ HỌC LẬP TRÌNH ONLINE NHIỀU NGƯỜI THEO HOC TẠI ĐÂY🔥

Chào ace, bài này chúng ta sẽ tìm hiểu về một trong các thuật toán sắp xếp được sử dụng nhiều trong lập trình và thực tế nhất đó là Bubble Sort, sau đây cafedev sẽ giới thiệu và chia sẻ chi tiết(khái niệm, ứng dụng của nó, code ví dụ, điểm mạnh, điểm yếu…) về Bubble Sort thông qua các phần sau.

Nội dung chính

1. Giới thiệu

Bubble Sort là thuật toán sắp xếp đơn giản nhất hoạt động bằng cách hoán đổi nhiều lần các phần tử liền kề nếu chúng sai thứ tự.

Ví dụ dùng thuật toán Bubble Sort:

Vòng chạy đầu tiên:

(5 1 4 2 8) -> (1 5 4 2 8), Ở đây, thuật toán so sánh hai phần tử đầu tiên và hoán đổi vì 5> 1.

(1 5 4 2 8) -> (1 4 5 2 8), Hoán đổi vì 5> 4

(1 4 5 2 8) -> (1 4 2 5 8), Hoán đổi vì 5> 2

(1 4 2 5 8) -> (1 4 2 5 8), Bây giờ, vì các phần tử này đã có thứ tự (8> 5), thuật toán không hoán đổi chúng.

Vòng chạy thứ hai:

(1 4 2 5 8) -> (1 4 2 5 8)

(1 4 2 5 8) -> (1 2 4 5 8), Hoán đổi vì 4> 2

(1 2 4 5 8) -> (1 2 4 5 8)

Bây giờ, mảng đã được sắp xếp, nhưng thuật toán của chúng tôi không biết liệu nó có hoàn thành hay không. Thuật toán cần một lần chuyển toàn bộ mà không có bất kỳ sự hoán đổi nào để biết nó được sắp xếp.

Vòng chạy thứ ba:

(1 2 4 5 8) -> (1 2 4 5 8)

2. Code ví dụ trên nhiều ngôn ngữ lập trình

C++

// C++ program for implementation of Bubble sort  
#include <bits/stdc++.h> 
using namespace std; 
  
void swap(int *xp, int *yp)  
{  
    int temp = *xp;  
    *xp = *yp;  
    *yp = temp;  
}  
  
// A function to implement bubble sort  
void bubbleSort(int arr[], int n)  
{  
    int i, j;  
    for (i = 0; i < n-1; i++)      
      
    // Last i elements are already in place  
    for (j = 0; j < n-i-1; j++)  
        if (arr[j] > arr[j+1])  
            swap(&arr[j], &arr[j+1]);  
}  
  
/* Function to print an array */
void printArray(int arr[], int size)  
{  
    int i;  
    for (i = 0; i < size; i++)  
        cout << arr[i] << " ";  
    cout << endl;  
}  
  
// Driver code  
int main()  
{  
    int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};  
    int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);  
    bubbleSort(arr, n);  
    cout<<"Sorted array: \n";  
    printArray(arr, n);  
    return 0;  
}


// C program for implementation of Bubble sort 
#include <stdio.h> 
  
void swap(int *xp, int *yp) 
{ 
    int temp = *xp; 
    *xp = *yp; 
    *yp = temp; 
} 
  
// A function to implement bubble sort 
void bubbleSort(int arr[], int n) 
{ 
   int i, j; 
   for (i = 0; i < n-1; i++)       
  
       // Last i elements are already in place    
       for (j = 0; j < n-i-1; j++)  
           if (arr[j] > arr[j+1]) 
              swap(&arr[j], &arr[j+1]); 
} 
  
/* Function to print an array */
void printArray(int arr[], int size) 
{ 
    int i; 
    for (i=0; i < size; i++) 
        printf("%d ", arr[i]); 
    printf("\n"); 
} 
  
// Driver program to test above functions 
int main() 
{ 
    int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90}; 
    int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]); 
    bubbleSort(arr, n); 
    printf("Sorted array: \n"); 
    printArray(arr, n); 
    return 0; 
}

Java

// Java program for implementation of Bubble Sort 
class BubbleSort 
{ 
    void bubbleSort(int arr[]) 
    { 
        int n = arr.length; 
        for (int i = 0; i < n-1; i++) 
            for (int j = 0; j < n-i-1; j++) 
                if (arr[j] > arr[j+1]) 
                { 
                    // swap arr[j+1] and arr[j] 
                    int temp = arr[j]; 
                    arr[j] = arr[j+1]; 
                    arr[j+1] = temp; 
                } 
    } 
  
    /* Prints the array */
    void printArray(int arr[]) 
    { 
        int n = arr.length; 
        for (int i=0; i<n; ++i) 
            System.out.print(arr[i] + " "); 
        System.out.println(); 
    } 
  
    // Driver method to test above 
    public static void main(String args[]) 
    { 
        BubbleSort ob = new BubbleSort(); 
        int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90}; 
        ob.bubbleSort(arr); 
        System.out.println("Sorted array"); 
        ob.printArray(arr); 
    } 
}

Python


# Python program for implementation of Bubble Sort 
  
def bubbleSort(arr): 
    n = len(arr) 
  
    # Traverse through all array elements 
    for i in range(n): 
  
        # Last i elements are already in place 
        for j in range(0, n-i-1): 
  
            # traverse the array from 0 to n-i-1 
            # Swap if the element found is greater 
            # than the next element 
            if arr[j] > arr[j+1] : 
                arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j] 
  
# Driver code to test above 
arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90] 
  
bubbleSort(arr) 
  
print ("Sorted array is:") 
for i in range(len(arr)): 
    print ("%d" %arr[i]),

// C# program for implementation  
// of Bubble Sort 
using System; 
  
class GFG 
{  
    static void bubbleSort(int []arr) 
    { 
        int n = arr.Length; 
        for (int i = 0; i < n - 1; i++) 
            for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) 
                if (arr[j] > arr[j + 1]) 
                { 
                    // swap temp and arr[i] 
                    int temp = arr[j]; 
                    arr[j] = arr[j + 1]; 
                    arr[j + 1] = temp; 
                } 
    } 
  
    /* Prints the array */
    static void printArray(int []arr) 
    { 
        int n = arr.Length; 
        for (int i = 0; i < n; ++i) 
            Console.Write(arr[i] + " "); 
        Console.WriteLine(); 
    } 
  
    // Driver method 
    public static void Main() 
    { 
        int []arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90}; 
        bubbleSort(arr); 
        Console.WriteLine("Sorted array"); 
        printArray(arr); 
    } 
  
}

PHP


<?php  
// PHP program for implementation  
// of Bubble Sort 
  
function bubbleSort(&$arr) 
{ 
    $n = sizeof($arr); 
  
    // Traverse through all array elements 
    for($i = 0; $i < $n; $i++)  
    { 
        // Last i elements are already in place 
        for ($j = 0; $j < $n - $i - 1; $j++)  
        { 
            // traverse the array from 0 to n-i-1 
            // Swap if the element found is greater 
            // than the next element 
            if ($arr[$j] > $arr[$j+1]) 
            { 
                $t = $arr[$j]; 
                $arr[$j] = $arr[$j+1]; 
                $arr[$j+1] = $t; 
            } 
        } 
    } 
} 
  
// Driver code to test above 
$arr = array(64, 34, 25, 12, 22, 11, 90); 
  
$len = sizeof($arr); 
bubbleSort($arr); 
  
echo "Sorted array : \n"; 
  
for ($i = 0; $i < $len; $i++) 
    echo $arr[$i]." ";  
?>

Kết quả:

Sorted array:
11 12 22 25 34 64 90

Hình minh họa thuật toán Bubble Sort chạy.

Cách triển khai tối ưu hoá hơn:

Hàm trên luôn chạy O (n ^ 2) thời gian ngay cả khi mảng được sắp xếp. Nó có thể được tối ưu hóa bằng cách dừng thuật toán nếu vòng lặp bên trong không gây ra bất kỳ sự hoán đổi nào.

Trên C++


// Optimized implementation of Bubble sort 
#include <stdio.h> 
  
void swap(int *xp, int *yp) 
{ 
    int temp = *xp; 
    *xp = *yp; 
    *yp = temp; 
} 
  
// An optimized version of Bubble Sort 
void bubbleSort(int arr[], int n) 
{ 
   int i, j; 
   bool swapped; 
   for (i = 0; i < n-1; i++) 
   { 
     swapped = false; 
     for (j = 0; j < n-i-1; j++) 
     { 
        if (arr[j] > arr[j+1]) 
        { 
           swap(&arr[j], &arr[j+1]); 
           swapped = true; 
        } 
     } 
  
     // IF no two elements were swapped by inner loop, then break 
     if (swapped == false) 
        break; 
   } 
} 
  
/* Function to print an array */
void printArray(int arr[], int size) 
{ 
    int i; 
    for (i=0; i < size; i++) 
        printf("%d ", arr[i]); 
    printf("n"); 
} 
  
// Driver program to test above functions 
int main() 
{ 
    int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90}; 
    int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]); 
    bubbleSort(arr, n); 
    printf("Sorted array: \n"); 
    printArray(arr, n); 
    return 0; 
}

Trên Java

// Optimized java implementation 
// of Bubble sort 
import java.io.*; 
  
class GFG  
{ 
    // An optimized version of Bubble Sort 
    static void bubbleSort(int arr[], int n) 
    { 
        int i, j, temp; 
        boolean swapped; 
        for (i = 0; i < n - 1; i++)  
        { 
            swapped = false; 
            for (j = 0; j < n - i - 1; j++)  
            { 
                if (arr[j] > arr[j + 1])  
                { 
                    // swap arr[j] and arr[j+1] 
                    temp = arr[j]; 
                    arr[j] = arr[j + 1]; 
                    arr[j + 1] = temp; 
                    swapped = true; 
                } 
            } 
  
            // IF no two elements were  
            // swapped by inner loop, then break 
            if (swapped == false) 
                break; 
        } 
    } 
  
    // Function to print an array  
    static void printArray(int arr[], int size) 
    { 
        int i; 
        for (i = 0; i < size; i++) 
            System.out.print(arr[i] + " "); 
        System.out.println(); 
    } 
  
    // Driver program 
    public static void main(String args[]) 
    { 
        int arr[] = { 64, 34, 25, 12, 22, 11, 90 }; 
        int n = arr.length; 
        bubbleSort(arr, n); 
        System.out.println("Sorted array: "); 
        printArray(arr, n); 
    } 
}

Trên Python3

# Python3 Optimized implementation 
# of Bubble sort 
  
# An optimized version of Bubble Sort 
def bubbleSort(arr): 
    n = len(arr) 
   
    # Traverse through all array elements 
    for i in range(n): 
        swapped = False
  
        # Last i elements are already 
        #  in place 
        for j in range(0, n-i-1): 
   
            # traverse the array from 0 to 
            # n-i-1. Swap if the element  
            # found is greater than the 
            # next element 
            if arr[j] > arr[j+1] : 
                arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j] 
                swapped = True
  
        # IF no two elements were swapped 
        # by inner loop, then break 
        if swapped == False: 
            break
           
# Driver code to test above 
arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90] 
   
bubbleSort(arr) 
   
print ("Sorted array :") 
for i in range(len(arr)): 
    print ("%d" %arr[i],end=" ")

Trên C#

// Optimized C# implementation 
// of Bubble sort 
using System; 
  
class GFG 
{  
    // An optimized version of Bubble Sort 
    static void bubbleSort(int []arr, int n) 
    { 
        int i, j, temp; 
        bool swapped; 
        for (i = 0; i < n - 1; i++)  
        { 
            swapped = false; 
            for (j = 0; j < n - i - 1; j++)  
            { 
                if (arr[j] > arr[j + 1])  
                { 
                    // swap arr[j] and arr[j+1] 
                    temp = arr[j]; 
                    arr[j] = arr[j + 1]; 
                    arr[j + 1] = temp; 
                    swapped = true; 
                } 
            } 
  
            // IF no two elements were  
            // swapped by inner loop, then break 
            if (swapped == false) 
                break; 
        } 
    } 
  
    // Function to print an array  
    static void printArray(int []arr, int size) 
    { 
        int i; 
        for (i = 0; i < size; i++) 
            Console.Write(arr[i] + " "); 
        Console.WriteLine(); 
    } 
  
    // Driver method  
    public static void Main() 
    { 
        int []arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90}; 
        int n = arr.Length; 
        bubbleSort(arr,n); 
        Console.WriteLine("Sorted array"); 
        printArray(arr,n); 
    } 
  
}

Trên PHP


<?php  
// PHP Optimized implementation 
// of Bubble sort 
  
// An optimized version of Bubble Sort 
function bubbleSort(&$arr) 
{ 
    $n = sizeof($arr); 
  
    // Traverse through all array elements 
    for($i = 0; $i < $n; $i++) 
    { 
        $swapped = False; 
  
        // Last i elements are already 
        // in place 
        for ($j = 0; $j < $n - $i - 1; $j++) 
        { 
              
            // traverse the array from 0 to 
            // n-i-1. Swap if the element  
            // found is greater than the 
            // next element 
            if ($arr[$j] > $arr[$j+1]) 
            { 
                $t = $arr[$j]; 
                $arr[$j] = $arr[$j+1]; 
                $arr[$j+1] = $t; 
                $swapped = True; 
            } 
        } 
  
        // IF no two elements were swapped 
        // by inner loop, then break 
        if ($swapped == False) 
            break; 
    } 
} 
          
// Driver code to test above 
$arr = array(64, 34, 25, 12, 22, 11, 90);  
$len = sizeof($arr); 
bubbleSort($arr); 
  
echo "Sorted array : \n"; 
  
for($i = 0; $i < $len; $i++) 
    echo $arr[$i]." "; 
      
?>

Kết quả:

Sorted array:
11 12 22 25 34 64 90

3. Độ phức tạp

Độ phức tạp thời gian của trường hợp xấu nhất và trung bình: O (n * n). Trường hợp xấu nhất xảy ra khi mảng được sắp xếp ngược lại.

Độ phức tạp về thời gian của trường hợp tốt nhất: O (n). Trường hợp tốt nhất xảy ra khi mảng đã được sắp xếp.

Không gian phụ trợ: O (1)

Trường hợp ranh giới: Sắp xếp bong bóng mất thời gian tối thiểu (Thứ tự của n) khi các phần tử đã được sắp xếp.

Sắp xếp tại chỗ: Có

Ổn định: Có

Nguồn và Tài liệu tiếng anh tham khảo:

Tài liệu từ cafedev:

Nếu bạn thấy hay và hữu ích, bạn có thể tham gia các kênh sau của cafedev để nhận được nhiều hơn nữa:

Chào thân ái và quyết thắng!

Thuật toán Bubble Sort – Giới thiệu chi tiết và code ví dụ trên nhiều ngôn ngữ lập trình

1. Giới thiệu

2. Code ví dụ trên nhiều ngôn ngữ lập trình

3. Độ phức tạp

Đăng ký kênh youtube để ủng hộ Cafedev nha các bạn, Thanks you!

BÀI VIẾT TIÊU BIỂU

Học JavaScript từ cơ bản đến nâng cao | Hiểu về...

Học JavaScript từ cơ bản đến nâng cao | Chi sẻ...

Học JavaScript từ cơ bản đến nâng cao | Top các...

BÀI VIẾT PHỔ BIẾN

Tổng hợp toàn bộ tài liệu học hướng đối tượng và...

[Tự học C++] Số dấu phẩy động(float, double,…) trong C++

Tổng hợp và chọn lọc bài tập SQL full hướng dẫn...

MỤC XEM NHIỀU