冒泡排序算法详解（python code）
目录
定义
排序示例
初始状态（未排序数组）
第 1 轮排序（目标：将最大元素 “冒泡” 到索引 5）
第 2 轮排序（目标：将次大元素 “冒泡” 到索引 4）
第 3 轮排序（目标：将第三大元素 “冒泡” 到索引 3）
第 4 轮排序（验证是否有序）
最终排序结果
python代码
定义
冒泡排序是一种简单的排序算法，它重复地走访要排序的数列，一次比较两个相邻的元素，如果它们的顺序错误就把它们交换过来。这个过程就像水中的气泡不断上浮一样，所以被称为冒泡排序。
排序示例
以数组 [5, 2, 9, 12, 3, 8] 为例
数组长度为 n=6，理论最多需 n-1=5 轮排序（实际优化后可能更少），每轮对比次数逐轮减少（第 1 轮对比 5 次，第 2 轮对比 4 次，…，第 k 轮对比 6-k 次）。
初始状态（未排序数组）
索引 0 1 2 3 4 5 元素 5 2 9 12 3 8 说明 初始未排序区间： [0,5]（全部元素）
第 1 轮排序（目标：将最大元素 “冒泡” 到索引 5）
- 对比顺序：
(0,1) → (1,2) → (2,3) → (3,4) → (4,5)，共 5 次对比。
- 对比索引 0 和 1：
5 > 2→ 交换 → 数组变为[2, 5, 9, 12, 3, 8]- 对比索引 1 和 2：
5 < 9→ 不交换 → 数组保持[2, 5, 9, 12, 3, 8]- 对比索引 2 和 3：
9 < 12→ 不交换 → 数组保持[2, 5, 9, 12, 3, 8]- 对比索引 3 和 4：
12 > 3→ 交换 → 数组变为[2, 5, 9, 3, 12, 8]- 对比索引 4 和 5：
12 > 8→ 交换 → 数组变为[2, 5, 9, 3, 8, 12]
- 第 1 轮结果：最大元素
12已排至索引 5（固定，后续不参与对比）。
未排序区间变为[0,4]，数组当前状态：
索引 0 1 2 3 4 5（已固定） 元素 2 5 9 3 8 12
第 2 轮排序（目标：将次大元素 “冒泡” 到索引 4）
- 对比顺序：
(0,1) → (1,2) → (2,3) → (3,4)，共 4 次对比（无需对比索引 4 和 5）。
- 对比索引 0 和 1：
2 < 5→ 不交换 → 数组保持[2, 5, 9, 3, 8, 12]- 对比索引 1 和 2：
5 < 9→ 不交换 → 数组保持[2, 5, 9, 3, 8, 12]- 对比索引 2 和 3：
9 > 3→ 交换 → 数组变为[2, 5, 3, 9, 8, 12]- 对比索引 3 和 4：
9 > 8→ 交换 → 数组变为[2, 5, 3, 8, 9, 12]
- 第 2 轮结果：次大元素
9已排至索引 4（固定）。
未排序区间变为[0,3]，数组当前状态：
索引 0 1 2 3 4（已固定） 5（已固定） 元素 2 5 3 8 9 12
第 3 轮排序（目标：将第三大元素 “冒泡” 到索引 3）
- 对比顺序：
(0,1) → (1,2) → (2,3)，共 3 次对比。
- 对比索引 0 和 1：
2 < 5→ 不交换 → 数组保持[2, 5, 3, 8, 9, 12]- 对比索引 1 和 2：
5 > 3→ 交换 → 数组变为[2, 3, 5, 8, 9, 12]- 对比索引 2 和 3：
5 < 8→ 不交换 → 数组保持[2, 3, 5, 8, 9, 12]
- 第 3 轮结果：第三大元素
8已排至索引 3（固定）。
未排序区间变为[0,2]，数组当前状态：
索引 0 1 2 3（已固定） 4（已固定） 5（已固定） 元素 2 3 5 8 9 12
第 4 轮排序（验证是否有序）
- 对比顺序：
(0,1) → (1,2)，共 2 次对比。
- 对比索引 0 和 1：
2 < 3→ 不交换- 对比索引 1 和 2：
3 < 5→ 不交换
- 第 4 轮结果：未发生任何交换，说明数组
[2, 3, 5, 8, 9, 12]已完全有序，可提前终止排序（无需进行第 5 轮）。最终排序结果
索引 0 1 2 3 4 5 元素 2 3 5 8 9 12
python代码
def bubble_sort(numbers: list[int]):stop_position = len(numbers) - 1 # 冒泡排序停止轮次is_swap = False # 是否产生交换，若无交换数据，则停止循环loop_time = 0 # 循环次数while stop_position > 0:for i in range(stop_position):is_swap = Falsepre_num, next_num = numbers[i], numbers[i + 1]if pre_num > next_num:is_swap = Trueloop_time += 1numbers[i], numbers[i + 1] = numbers[i + 1], numbers[i]if is_swap: # 判断是否有数据交换，若无，停止循环print(f'第{loop_time}轮冒泡排序后结果：' + str(numbers))breakstop_position -= 1print(numbers)return numbersif __name__ == '__main__':tmp_list = [5, 2, 9, 12, 3, 8]bubble_sort(tmp_list)执行结果
第1轮冒泡排序后结果：[2, 5, 9, 12, 3, 8]
第2轮冒泡排序后结果：[2, 5, 9, 3, 12, 8]
第3轮冒泡排序后结果：[2, 5, 3, 9, 12, 8]
第4轮冒泡排序后结果：[2, 3, 5, 9, 12, 8]
[2, 3, 5, 9, 12, 8]