C語言排序算法：冒泡排序與選擇排序完整實現與對比

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C語言排序算法：冒泡排序與選擇排序完整實現與對比

最基礎的兩種 O(n²) 排序：冒泡排序 (相鄰交換、大元素冒泡到後) 與選擇排序 (每輪選最小、換到前)。

冒泡排序

void bubble_sort(int a[], int n) {
    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
        int swapped = 0;
        for (int j = 0; j < n - 1 - i; j++) {
            if (a[j] > a[j+1]) {
                int t = a[j]; a[j] = a[j+1]; a[j+1] = t;
                swapped = 1;
            }
        }
        if (!swapped) break;  // 已有序提前結束
    }
}

特點：交換次數多，可優化提前終止。

選擇排序

void selection_sort(int a[], int n) {
    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
        int min_idx = i;
        for (int j = i + 1; j < n; j++)
            if (a[j] < a[min_idx]) min_idx = j;
        if (min_idx != i) {
            int t = a[i]; a[i] = a[min_idx]; a[min_idx] = t;
        }
    }
}

特點：交換次數少 (最多 n-1 次)，無法提前終止。

過程演示 (7 23 12 4 33 21 2 17 13 9)

輪次	冒泡排序狀態	選擇排序狀態
初始	7 23 12 4 33 21 2 17 13 9	7 23 12 4 33 21 2 17 13 9
1	7 12 4 23 21 2 17 13 9 33	2 23 12 4 33 21 7 17 13 9
2	7 4 12 21 2 17 13 9 23 33	2 4 12 23 33 21 7 17 13 9
3	4 7 12 2 17 13 9 21 23 33	2 4 7 23 33 21 12 17 13 9
...	...	...
結果	2 4 7 9 12 13 17 21 23 33	2 4 7 9 12 13 17 21 23 33

對比總結

指標	冒泡排序	選擇排序
時間複雜度	O(n²)	O(n²)
空間複雜度	O(1)	O(1)
穩定性	穩定	不穩定
交換次數	多 (O(n²))	少 (O(n))
最佳情況	O(n) (已有序)	O(n²)
適合場景	小數據、近乎有序、教學	寫入昂貴存儲(如Flash)、教學