Python冒泡排序 - 小气泡向上游！¶

视频教程¶

1. 冒泡排序基础概念¶

2. 完整排序过程¶

3. 代码讲解¶

1. 冒泡排序是什么？让我们一起想象...¶

你有没有看过鱼缸里的气泡？小气泡总是一个接一个地往上冒，大气泡游得快，小气泡游得慢。冒泡排序就像这些气泡一样！

想象一下，你有一排数字：[5, 3, 8, 2, 1] - 第一步：比较相邻的两个数字，大的往右移（就像大气泡往上游） - 第二步：一直比较到最后，最大的数字就会跑到最右边 - 第三步：重复这个过程，直到所有数字都排好序

在这里看看气泡是怎么游动的！

2. 让我们玩个游戏！¶

2.1. 小朋友的排队游戏¶

想象你是一个小老师，要让同学们按身高排队： 1. 先看第一个和第二个同学，谁高谁站后面 2. 再看第二个和第三个同学，谁高谁站后面 3. 这样一直比下去，最高的同学就会排到最后啦！

2.2. 写个简单的程序¶

def bubble_sort(numbers):
    # 假设我们有一排数字
    for i in range(len(numbers)):
        # 每次都从第一个数字开始比较
        for j in range(len(numbers) - i - 1):
            # 如果左边的数字比右边的大，就交换位置
            if numbers[j] > numbers[j + 1]:
                numbers[j], numbers[j + 1] = numbers[j + 1], numbers[j]
    return numbers

# 试一试！
my_numbers = [5, 2, 8, 1, 9]
print("排序前：", my_numbers)
sorted_numbers = bubble_sort(my_numbers)
print("排序后：", sorted_numbers)

3. 让冒泡排序变得更快！¶

3.1. 小小改进¶

就像你整理玩具时，如果发现玩具已经摆好了，就不用再整理了。我们也可以让冒泡排序变得更聪明：

def smart_bubble_sort(numbers):
    for i in range(len(numbers)):
        # 记录这一轮有没有交换过位置
        did_swap = False

        for j in range(len(numbers) - i - 1):
            if numbers[j] > numbers[j + 1]:
                numbers[j], numbers[j + 1] = numbers[j + 1], numbers[j]
                did_swap = True

        # 如果没有交换过位置，说明已经排好序啦！
        if not did_swap:
            break

    return numbers

# 试试这个更聪明的方法
my_numbers = [1, 2, 3, 5, 4]  # 几乎排好序的数字
print("排序前：", my_numbers)
sorted_numbers = smart_bubble_sort(my_numbers)
print("排序后：", sorted_numbers)

4. 冒泡排序有什么特点？¶

4.1. 优点：¶

超级容易理解，就像气泡往上冒一样简单！
写起来很简单，代码很短
不需要额外的空间，就在原地排序
特别适合小朋友学习编程

4.2. 缺点：¶

如果数字特别多，排序会比较慢
要做很多次比较和交换
不适合处理特别大的数据

5. 生活中的例子¶

5.1. 图书馆整理书籍¶

想象你在图书馆整理书架： 1. 看看第一本书和第二本书，把大的放右边 2. 再看第二本和第三本，把大的放右边 3. 这样一直比下去，最厚的书就会到最右边啦！

5.2. 小朋友排队买零食¶

老师说按身高排队
每个小朋友都和旁边的比一比
个子高的就往后站一站
最后就能按身高从矮到高排好队啦！

6. 趣味练习题¶

6.1. 小游戏：整理扑克牌¶

材料：一副扑克牌（只用数字卡） 1. 抽出5张牌 2. 试着用冒泡排序的方法把它们按大小排好 3. 数一数你交换了多少次？

6.2. 动手编程¶

# 完成下面的程序，实现冒泡排序
def my_first_bubble_sort(numbers):
    # 在这里写下你的代码
    # 提示：需要两个for循环
    # 提示：需要比较相邻的数字
    pass

# 测试你的程序
test_numbers = [4, 2, 7, 1, 3]
sorted_numbers = my_first_bubble_sort(test_numbers)
print("你的程序排序结果：", sorted_numbers)

7. 小贴士¶

记住冒泡排序的关键点：
总是比较相邻的两个数
大的数字往右移
每一轮都会把一个最大的数字放到右边
练习方法：
先用少量的数字练习（5-6个数字）
可以用扑克牌实际操作一遍
在纸上画出每一步的变化
进阶学习：
试试用不同的数字测试你的程序
想想如何让程序更快一些
和其他排序方法比较一下

记住：学习编程就像学习整理房间，从最简单的开始，慢慢就会变得得心应手啦！

进一步学习¶

冒泡排序 (Bubble Sort)¶

算法介绍¶

冒泡排序是一种简单直观的排序算法。它重复地遍历要排序的数列，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。

完整演示¶

下面的视频展示了冒泡排序的完整过程：

代码实现¶

让我们来看看冒泡排序的Python代码实现：

def bubble_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(n):
        # 每次遍历，将最大的元素"冒泡"到末尾
        for j in range(0, n-i-1):
            # 比较相邻元素，如果前面的更大则交换
            if arr[j] > arr[j+1]:
                arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j]
    return arr

算法特点¶

时间复杂度：O(n²)
空间复杂度：O(1)
稳定性：稳定
原地排序：是

适用场景¶

数据量较小
数据基本有序
空间资源紧张