Sắp xếp nổi bọt

Sắp xếp nổi bọt (tiếng Anh: bubble sort) là một thuật toán sắp xếp đơn giản, với thao tác cơ bản là so sánh hai phần tử kề nhau, nếu chúng chưa đứng đúng thứ tự thì đổi chỗ (swap). Có thể tiến hành từ trên xuống (bên trái sang) hoặc từ dưới lên (bên phải sang). Sắp xếp nổi bọt còn có tên là sắp xếp bằng so sánh trực tiếp. Nó sử dụng phép so sánh các phần tử nên là một giải thuật sắp xếp kiểu so sánh.

Giải thuật

Sắp xếp từ trên xuống 
Giả sử dãy cần sắp xếp có n phần tử. Khi tiến hành từ trên xuống, ta so sánh hai phần tử đầu, nếu phần tử đứng trước lớn hơn phần tử đứng sau thì đổi chỗ chúng cho nhau. Tiếp tục làm như vậy với cặp phần tử thứ hai và thứ ba và tiếp tục cho đến cuối tập hợp dữ liệu, nghĩa là so sánh (và đổi chỗ nếu cần) phần tử thứ n-1 với phần tử thứ n. Sau bước này phần tử cuối cùng chính là phần tử lớn nhất của dãy.

Sau đó, quay lại so sánh (và đổi chố nếu cần) hai phần tử đầu cho đến khi gặp phần tử thứ n-2....

Ghi chú: Nếu trong một lần duyệt, không phải đổi chỗ bất cứ cặp phần tử nào thì danh sách đã được sắp xếp xong.

Sắp xếp từ dưới lên 
Sắp xếp từ dưới lên so sánh (và đổi chỗ nếu cần) bắt đầu từ việc so sánh cặp phần tử thứ n-1 và n. Tiếp theo là so sánh cặp phần tử thứ n-2 và n-1,... cho đến khi so sánh và đổi chỗ cặp phần tử thứ nhất và thứ hai. Sau bước này phần tử nhỏ nhất đã được nổi lên vị trí trên cùng (nó giống như hình ảnh của các "bọt" khí nhẹ hơn được nổi lên trên). Tiếp theo tiến hành với các phần tử từ thứ 2 đến thứ nm.

Mã giả

Sắp xếp từ trên xuống 
 
 procedure bubble_sort1(list L, number n) //n=listsize
   For number i from  n downto 2 
     for number j from 1 to (i - 1)
       if L[j] > L[j + 1] //nếu chúng không đúng thứ tự
         swap(L[j], L[j + 1]) //đổi chỗ chúng cho nhau
       endif
     endfor
    endfor
 endprocedure

Sắp xếp từ dưới lên 

 
 
 procedure bubble_sort2(list L, number n) //n=listsize
   For number i from 1 to n-1 
     for number j from n-1 downto i
       if L[j] > L[j + 1] //nếu chúng không đúng thứ tự
         swap(L[j], L[j + 1]) //đổi chỗ chúng cho nhau
       endif
     endfor
    endfor
 endprocedure

Giảm bớt vòng duyệt 
Nếu trong một lần duyệt nào đó với một i cố định khi vòng lặp j kết thúc mà không cần phải đổi chỗ cặp phần tử nào, nghĩa là mọi cặp phần tử kề nhau đã đứng đúng thứ tự thì dãy đã được sắp xếp và không cần tiến hành vòng lặp tiếp theo. Do đó có thể dùng một cờ để kiểm soát việc này. Ta có một đoạn mã giả của thuật toán nổi bọt như sau:

 procedure bubble_sort3(list L, number n)
   i:= n
   while i > 1 do
     has_swapped:= 0 //khởi tạo lại giá trị cờ
     for number j from 1 to (i - 1)
       if L[j] > L[j + 1] //nếu chúng không đúng thứ tự
         swap(L[j], L[j + 1]) //đổi chỗ chúng cho nhau
         has_swapped:= 1 //có đổi chỗ ít nhất một lần, danh sách chưa sắp xếp xong
       endif
     endfor  
     if has_swapped = 0 //nếu không có lần đổi chỗ nào, danh sách đã sắp xếp xong
       exit
      else //nếu có ít nhất một lần đổi chỗ, danh sách chưa sắp xếp xong
       i = i - 1
     endif
   enddo
 endprocedure

Ghi chú: Cũng có thể không cần dùng đến biến i, khi đó mỗi lần kiểm tra đều phải duyệt từ đầu đến cuối dãy.

Thời gian tính 
Với mỗi i = 1,2,..,n-1 ta cần i phép so sánh. Do đó số nhiều nhất các lần so sánh và đổi chỗ trong giải thuật là 
  
Do đó độ phức tạp của giải thuật cỡ O().

Mã thật ví dụ

Viết bằng Pascal 
 var a: array[1..1000] of integer;
     n, i: integer;
 
 procedure BubbleSort;
     var
         i, j, tmp: integer;
         
     begin
         for i:= 1 to n - 1 do
             for j:= i + 1 to n do
                 if a[i] < a[j] then
                     begin
                         tmp:= a[i];
                         a[i]:= a[j];
                         a[j]:= tmp;
                     end;
     end;
     
 BEGIN
     readln(n);
     
     for i:= 1 to n do
         readln(a[i]);
         
     BubbleSort;
     
     for i:= 1 to n do
         write(a[i], ' ');
         
     readln
 END.

Viết bằng Java 
    private static void bubbleSort(int[] unsortedArray, int length) {
        int temp, counter, index;
        
        for(counter=0; counter<length-1; counter++) { //Loop once for each element in the array.
            for(index=0; index<length-1-counter; index++) { //Once for each element, minus the counter.
                if(unsortedArray[index] > unsortedArray[index+1]) { //Test if need a swap or not.
                    temp = unsortedArray[index]; //These three lines just swap the two elements:
                    unsortedArray[index] = unsortedArray[index+1];
                    unsortedArray[index+1] = temp;
                }
            }
        }
    }

Viết bằng C++ 
#include <bits/stdc++.h> 
using namespace std; 
long long a[N], n;//Thay N là số phần tử trong mảng 

template<class T,class Cmp = less<T> >
void bubblesort(T *L,T *R,Cmp ss= less<T>())  //sap *L,*(L+1)...*(R-1)
{
    for(T *i=L;i<R;i++)
        for(T *j=R-1;j>L;j--)
            if(ss(*j,*(j-1))) swap(*j,*(j-1));
}
int main() { 
    cin>>n; 
    for(int i=1; i<=n;i++) cin>>a[i]; 
    bubblesort(a+1,a+n+1); 
    for(int i=1; i<=n;i++) cout<<a[i]<<" "; 
}

Viết bằng PHP 
$arr=array(1,5,7,8,9,10,2,3,6);
function s($a,$b){
    if($a==$b){
        return 1;
    }
    if($a<$b){
    return 1;
    }else{
    return -1;
    }
}
usort($arr,'s');
print_r($arr);
exit();

other code

$arr = [...];
$arr_count = count($arr);

//loop
for ($i = 0; $i < $arr_count; $i++)
{
    for ($j = 1; $j < $arr_count - $i; $j++)
    {
        if ($arr[$j-1] > $arr[$j])
        {
            $tmp = $arr[$j-1];
            $arr[$j-1] = $arr[$j];
            $arr[$j] = $tmp;
        }
    }
}

for($i=0;$i<$arr_count;$i++){
    echo $arr[$i]."<br>";
}

Viết bằng Python 
list = []
list_final = []
num = int(input("how many number you want to add?\n"))
for i in range(num) :
    number = int(input("adding numbers"))
    list.append(number)
    if list[i] not in list_final :
        list_final.append(list[i])#if list exits the same number many timnes , it will delete and make the list_final 
for j in range(len(list_final)):
    for k in range(j):
        if list_final[j] < list_final[k]:#compare numbers in the list
            tmp = list_final[j]
            list_final[j] = list_final[k]
            list_final[k] = tmp
print(list_final)

Xem thêm 
 Sắp xếp chèn
 Sắp xếp chọn
 Sắp xếp vun đống
 Sắp xếp nhanh
 Sắp xếp trộn

Tham khảo

Nổi bọt

no:Sorteringsalgoritme#Boblesortering