冒泡排序中时间与空间的复杂度

strongerHuang 2021-11-24 08:30

关注+星标公众,不错过精彩内容

来源 | CSDN

编排 | strongerHuang


软件排序算法中,冒泡排序是最经典的一个,很多大学教程也都是用它作为案例。


你知道冒泡排序的时间与空间复杂度吗?


概述

冒泡排序(Bubble Sort):是一种计算机科学领域的较简单的排序算法。

它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。

这个算法的名字由来是因为越大的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端,故名算法分析。


冒泡排序算法是所有排序算法中最简单的,在生活中应该也会看到气泡从水里面出来时,越到水面上气泡就会变的越大。在物理上学气压的时候好像也看到过这种现象;

其实理解冒泡排序就可以根据这种现象来理解:每一次遍历,都把大的往后面排(当然也可以把小的往后面排),所以每一次都可以把无序中最大的(最小)的元素放到无序的最后面(或者说有序元素的最开始);

基本步骤

1.外循环是遍历每个元素,每次都放置好一个元素;   

2.内循环是比较相邻的两个元素,把大的元素交换到后面;
3.等到第一步中循环好了以后也就说明全部元素排序好了;

代码实现:
#include<stdio.h>//打印数组元素void print_array(int *arrayint length){     int index = 0;     printf("array:\n");     for(; index < length; index++){         printf(" %d,", *(array+index));     }        printf("\n\n"); }
void bubbleSort(int array[], int length){ int i, j, tmp;
if (1 >= length) return;// 判断参数条件
for (i = length-1; i > 0; i--){//外循环,循环每个元素 for (j = 0; j < i; j++){ // 内循环, if (array[j] > array[j+1]){// 交换相邻的两个元素 tmp = array[j]; array[j] = array[j+1]; array[j+1] = tmp; } } } }
int main(void){ int array[12] = {1,11,12,4,2,6,9,0,3,7,8,2}; print_array(array, 12); bubbleSort(array, 12); print_array(array, 12); return 0; }

时间复杂度

1.这个时间复杂度还是很好计算的:外循环和内循环以及判断和交换元素的时间开销;


2.最优的情况也就是开始就已经排序好序了,那么就可以不用交换元素了,则时间花销为:[ n(n-1) ] /  2;所以最优的情况时间复杂度为:O( n^2 );

3.最差的情况也就是开始的时候元素是逆序的,那么每一次排序都要交换两个元素,则时间花销为:[ 3n(n-1) ] / 2;(其中比上面最优的情况所花的时间就是在于交换元素的三个步骤);所以最差的情况下时间复杂度为:O( n^2 );

综上所述:
  • 最优的时间复杂度为:O( n^2 ) ;有的说 O(n),下面会分析这种情况;

  • 最差的时间复杂度为:O( n^2 );

  • 平均的时间复杂度为:O( n^2 );


空间复杂度

  • 空间复杂度就是在交换元素时那个临时变量所占的内存空间;

  • 最优的空间复杂度就是开始元素顺序已经排好了,则空间复杂度为:0;

  • 最差的空间复杂度就是开始元素逆序排序了,则空间复杂度为:O(n);

  • 平均的空间复杂度为:O(1);

  • 最优时间复杂度 n


有很多人说冒泡排序的最优的时间复杂度为:O(n);

其实这是在代码中使用一个标志位来判断是否已经排序好的,修改下上面的排序代码:
void bubbleSort(int array[], int length){     int i, j, tmp;     int flag = 1;
if (1 >= length) return;
for (i = length-1; i > 0; i--, flag = 1){ for (j = 0; j < i; j++){ if (array[j] > array[j+1]){ tmp = array[j]; array[j] = array[j+1]; array[j+1] = tmp; flag = 0; } } if (flag) break; } }


根据上面的代码可以看出,如果元素已经排序好,那么循环一次就直接退出。或者说元素开始就已经大概有序了,那么这种方法就可以很好减少排序的次数;

其实我感觉这种方法也有弊端,比如要额外的判断下,以及赋值操作;

空间复杂度为 0?

有人会说这个空间复杂度能降到0,因为空间复杂度主要是看使用的辅助内存,如果没有辅助内存变量,那么可以说空间复杂度为0;所以该算法中空间复杂度一般是看交换元素时所使用的辅助空间;

1、 a  = a + b;b = a - b;a = a - b;
2、 a = a * b;   b =  a / b;a = a / b;
3、 a = a ^ b;  b =  a ^ b;a = a ^ b;


上面几种方法都可以不使用临时空间来交换两个元素,但是都有些潜在的问题,比如越界;

所以个人觉得还是老老实实的用个临时变量吧,这样算法意图就比较清晰了。

参考来源:

https://blog.csdn.net/p1279030826/article/details/99072021


声明:本文素材来源网络,版权归原作者所有。如涉及作品版权问题,请与我联系删除。
------------ END ------------


后台回复软件算法』『嵌入式软件基础知识阅读更多相关文章。


欢迎关注我的公众号回复“加群”按规则加入技术交流群,回复“1024”查看更多内容。
欢迎关注我的视频号:


点击“阅读原文”查看更多分享,欢迎点分享、收藏、点赞、在看。

strongerHuang 作者黄工,高级嵌入式软件工程师,分享嵌入式软硬件、物联网、单片机、开发工具、电子等内容。
评论
  • 本文介绍编译Android13 ROOT权限固件的方法,触觉智能RK3562开发板演示,搭载4核A53处理器,主频高达2.0GHz;内置独立1Tops算力NPU,可应用于物联网网关、平板电脑、智能家居、教育电子、工业显示与控制等行业。关闭selinux修改此文件("+"号为修改内容)device/rockchip/common/BoardConfig.mkBOARD_BOOT_HEADER_VERSION ?= 2BOARD_MKBOOTIMG_ARGS :=BOARD_PREBUILT_DTB
    Industio_触觉智能 2025-01-08 00:06 84浏览
  • 故障现象一辆2017款东风风神AX7车,搭载DFMA14T发动机,累计行驶里程约为13.7万km。该车冷起动后怠速运转正常,热机后怠速运转不稳,组合仪表上的发动机转速表指针上下轻微抖动。 故障诊断 用故障检测仪检测,发动机控制单元中无故障代码存储;读取发动机数据流,发现进气歧管绝对压力波动明显,有时能达到69 kPa,明显偏高,推断可能的原因有:进气系统漏气;进气歧管绝对压力传感器信号失真;发动机机械故障。首先从节气门处打烟雾,没有发现进气管周围有漏气的地方;接着拔下进气管上的两个真空
    虹科Pico汽车示波器 2025-01-08 16:51 53浏览
  • 根据环洋市场咨询(Global Info Research)项目团队最新调研,预计2030年全球无人机锂电池产值达到2457百万美元,2024-2030年期间年复合增长率CAGR为9.6%。 无人机锂电池是无人机动力系统中存储并释放能量的部分。无人机使用的动力电池,大多数是锂聚合物电池,相较其他电池,锂聚合物电池具有较高的能量密度,较长寿命,同时也具有良好的放电特性和安全性。 全球无人机锂电池核心厂商有宁德新能源科技、欣旺达、鹏辉能源、深圳格瑞普和EaglePicher等,前五大厂商占有全球
    GIRtina 2025-01-07 11:02 115浏览
  • 每日可见的315MHz和433MHz遥控模块,你能分清楚吗?众所周知,一套遥控设备主要由发射部分和接收部分组成,发射器可以将控制者的控制按键经过编码,调制到射频信号上面,然后经天线发射出无线信号。而接收器是将天线接收到的无线信号进行解码,从而得到与控制按键相对应的信号,然后再去控制相应的设备工作。当前,常见的遥控设备主要分为红外遥控与无线电遥控两大类,其主要区别为所采用的载波频率及其应用场景不一致。红外遥控设备所采用的射频信号频率一般为38kHz,通常应用在电视、投影仪等设备中;而无线电遥控设备
    华普微HOPERF 2025-01-06 15:29 160浏览
  • 在智能家居领域中,Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、Thread与Z-Wave等无线通信协议是构建短距物联局域网的关键手段,它们常在实际应用中交叉运用,以满足智能家居生态系统多样化的功能需求。然而,这些协议之间并未遵循统一的互通标准,缺乏直接的互操作性,在进行组网时需要引入额外的网关作为“翻译桥梁”,极大地增加了系统的复杂性。 同时,Apple HomeKit、SamSung SmartThings、Amazon Alexa、Google Home等主流智能家居平台为了提升市占率与消费者
    华普微HOPERF 2025-01-06 17:23 195浏览
  • 彼得·德鲁克被誉为“现代管理学之父”,他的管理思想影响了无数企业和管理者。然而,关于他的书籍分类,一种流行的说法令人感到困惑:德鲁克一生写了39本书,其中15本是关于管理的,而其中“专门写工商企业或为企业管理者写的”只有两本——《为成果而管理》和《创新与企业家精神》。这样的表述广为流传,但深入探讨后却发现并不完全准确。让我们一起重新审视这一说法,解析其中的矛盾与根源,进而重新认识德鲁克的管理思想及其著作的真正价值。从《创新与企业家精神》看德鲁克的视角《创新与企业家精神》通常被认为是一本专为企业管
    优思学院 2025-01-06 12:03 152浏览
  • 「他明明跟我同梯进来,为什么就是升得比我快?」许多人都有这样的疑问:明明就战绩也不比隔壁同事差,升迁之路却比别人苦。其实,之间的差异就在于「领导力」。並非必须当管理者才需要「领导力」,而是散发领导力特质的人,才更容易被晓明。许多领导力和特质,都可以通过努力和学习获得,因此就算不是天生的领导者,也能成为一个具备领导魅力的人,进而被老板看见,向你伸出升迁的橘子枝。领导力是什么?领导力是一种能力或特质,甚至可以说是一种「影响力」。好的领导者通常具备影响和鼓励他人的能力,并导引他们朝着共同的目标和愿景前
    优思学院 2025-01-08 14:54 48浏览
  • 根据Global Info Research项目团队最新调研,预计2030年全球封闭式电机产值达到1425百万美元,2024-2030年期间年复合增长率CAGR为3.4%。 封闭式电机是一种电动机,其外壳设计为密闭结构,通常用于要求较高的防护等级的应用场合。封闭式电机可以有效防止外部灰尘、水分和其他污染物进入内部,从而保护电机的内部组件,延长其使用寿命。 环洋市场咨询机构出版的调研分析报告【全球封闭式电机行业总体规模、主要厂商及IPO上市调研报告,2025-2031】研究全球封闭式电机总体规
    GIRtina 2025-01-06 11:10 120浏览
  • By Toradex 秦海1). 简介嵌入式平台设备基于Yocto Linux 在开发后期量产前期,为了安全以及提高启动速度等考虑,希望将 ARM 处理器平台的 Debug Console 输出关闭,本文就基于 NXP i.MX8MP ARM 处理器平台来演示相关流程。 本文所示例的平台来自于 Toradex Verdin i.MX8MP 嵌入式平台。  2. 准备a). Verdin i.MX8MP ARM核心版配合Dahlia载板并
    hai.qin_651820742 2025-01-07 14:52 102浏览
  • 这篇内容主要讨论三个基本问题,硅电容是什么,为什么要使用硅电容,如何正确使用硅电容?1.  硅电容是什么首先我们需要了解电容是什么?物理学上电容的概念指的是给定电位差下自由电荷的储藏量,记为C,单位是F,指的是容纳电荷的能力,C=εS/d=ε0εrS/4πkd(真空)=Q/U。百度百科上电容器的概念指的是两个相互靠近的导体,中间夹一层不导电的绝缘介质。通过观察电容本身的定义公式中可以看到,在各个变量中比较能够改变的就是εr,S和d,也就是介质的介电常数,金属板有效相对面积以及距离。当前
    知白 2025-01-06 12:04 212浏览
  • 本文介绍Linux系统更换开机logo方法教程,通用RK3566、RK3568、RK3588、RK3576等开发板,触觉智能RK3562开发板演示,搭载4核A53处理器,主频高达2.0GHz;内置独立1Tops算力NPU,可应用于物联网网关、平板电脑、智能家居、教育电子、工业显示与控制等行业。制作图片开机logo图片制作注意事项(1)图片必须为bmp格式;(2)图片大小不能大于4MB;(3)BMP位深最大是32,建议设置为8;(4)图片名称为logo.bmp和logo_kernel.bmp;开机
    Industio_触觉智能 2025-01-06 10:43 92浏览
  •  在全球能源结构加速向清洁、可再生方向转型的今天,风力发电作为一种绿色能源,已成为各国新能源发展的重要组成部分。然而,风力发电系统在复杂的环境中长时间运行,对系统的安全性、稳定性和抗干扰能力提出了极高要求。光耦(光电耦合器)作为一种电气隔离与信号传输器件,凭借其优秀的隔离保护性能和信号传输能力,已成为风力发电系统中不可或缺的关键组件。 风力发电系统对隔离与控制的需求风力发电系统中,包括发电机、变流器、变压器和控制系统等多个部分,通常工作在高压、大功率的环境中。光耦在这里扮演了
    晶台光耦 2025-01-08 16:03 46浏览
  • PLC组态方式主要有三种,每种都有其独特的特点和适用场景。下面来简单说说: 1. 硬件组态   定义:硬件组态指的是选择适合的PLC型号、I/O模块、通信模块等硬件组件,并按照实际需求进行连接和配置。    灵活性:这种方式允许用户根据项目需求自由搭配硬件组件,具有较高的灵活性。    成本:可能需要额外的硬件购买成本,适用于对系统性能和扩展性有较高要求的场合。 2. 软件组态   定义:软件组态主要是通过PLC
    丙丁先生 2025-01-06 09:23 93浏览
  • 大模型的赋能是指利用大型机器学习模型(如深度学习模型)来增强或改进各种应用和服务。这种技术在许多领域都显示出了巨大的潜力,包括但不限于以下几个方面: 1. 企业服务:大模型可以用于构建智能客服系统、知识库问答系统等,提升企业的服务质量和运营效率。 2. 教育服务:在教育领域,大模型被应用于个性化学习、智能辅导、作业批改等,帮助教师减轻工作负担,提高教学质量。 3. 工业智能化:大模型有助于解决工业领域的复杂性和不确定性问题,尽管在认知能力方面尚未完全具备专家级的复杂决策能力。 4. 消费
    丙丁先生 2025-01-07 09:25 108浏览
  • 村田是目前全球量产硅电容的领先企业,其在2016年收购了法国IPDiA头部硅电容器公司,并于2023年6月宣布投资约100亿日元将硅电容产能提升两倍。以下内容主要来自村田官网信息整理,村田高密度硅电容器采用半导体MOS工艺开发,并使用3D结构来大幅增加电极表面,因此在给定的占位面积内增加了静电容量。村田的硅技术以嵌入非结晶基板的单片结构为基础(单层MIM和多层MIM—MIM是指金属 / 绝缘体/ 金属) 村田硅电容采用先进3D拓扑结构在100um内,使开发的有效静电容量面积相当于80个
    知白 2025-01-07 15:02 140浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦