冒泡排序算法实现.docx
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冒泡排序算法实现
冒泡排序的算法及其程序实现
浙江省慈溪中学施迪央
教学分析：
本节课是浙江教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《算法与程序设计》第二第3节以及第五章第3节的部分教学内容。
一组不长的数据（如5个），从小到大排序，对学生来说是一件容易的事情，但他们并不知道计算机是怎么实现排序的，同时他们也没见识过计算机对大量数据（如1000个）的排序。
学习排序有助于学生对计算机工作原理的认识。
冒泡排序对学生来说初次接触，但前面的枚举算法和解析算法的部分内容对学习排序有一定的帮助，如数组变量的定义及使用方法、双重循环的使用方法及特点以及如何通过键盘输入一批数据（即text1_keypress（）事件）在前面都已涉及，冒泡排序的学习又可以巩固前面的知识。
关于冒泡排序的算法及程序实现我安排了3个课时，本案例是在教室内完成的2节随堂课，第3课时安排学生上机实践：
对键盘输入的一批数据进行冒泡排序。
教学目标：
1、知识与技能：
了解排序及冒泡排序的概念及特点
掌握冒泡排序算法的原理
初步掌握冒泡排序的程序实现
2、过程与方法：
理解冒泡排序的分析过程，并初步掌握用冒泡排序算法来设计解决简单的排序问题
3、情感态度与价值观：
通过冒泡排序算法的分析过程，培养学生思维的严谨性以及用科学方法解决问题的能力
使学生深入理解计算机的工作原理，激发了学生学习程序兴趣。
教学重点：
冒泡排序算法的原理
教学难点：
分析冒泡排序的实现过程
教学策略：
讲授法与探究法。
教师讲授、学生听讲，教师提问、学生动脑，层层深入，步步为营，一切水到渠成。
教学准备：
编写好手动输入一批的数据的冒泡排序的程序
编写好计算机自动生成数据的冒泡排序的程序
课堂中使用的教学课件
教学过程：
一、问题引入
问题一：
什么是排序？
所谓排序，把杂乱无章的一列数据变为有序的数据,比如7，3，4，8，1这五个数据从小到大排序，结果是1，3，4，7，8，我们很容易排出来。
那么电脑是怎么进行排序的呢？
问题二：
一批数据在VB中如何存储的?
比如如何存储六位裁判为一位运动员评出的分数?
用数组变量来存储一批类型、作用相同的数据，如分别用d
（1）,d
（2）,d（3）,d（4）,d（5）,d（6）来存储六位裁判给出的分数。
问题三：
如果运动员的最后得分是从这6个分数中去掉最高分与最低分后的平均分，你认为怎么得到？
调整数组d中所有数据的存储位置，使最小的数据存储在d
（1）中，最大的数据存储在d（6）中，使所有数据满足：
d
（1）≤d
（2）≤d（3）≤d（4）≤d（5）≤d（6）
二、冒泡排序的算法及程序实现
1、冒泡排序（bubblesort）的思想
在一列数据中把较小的数据逐次向上推移的一种技术。
冒泡排序把待排序的n个元素的数组看成是垂直堆放的一列数据，从最下面的一个元素起，自下而上地比较相邻的两个元素中的数据，将较小的数据换到上面的一个元素中。
重复这一过程，直到处理完最后两个元素中的数据，称为一遍加工。
当第一遍加工完成时，最小数据已经上升到第一个元素位置。
然后对余下的n-1个元素重复上述处理过程，直至最后进行余下两个数据的比较和交换。
2、提出待排序的任务
有下面一组数据，7、3、4、8、1，用冒泡法（逐次向上推移）实现从小到大的排序，假如这5个数据分别用数组变量a的５个数组元素a
（1）、a
（2）、a（3）、a（4）、a（5）来存储
3、冒泡排序的算法及程序初步实现
（1）第一遍加工：
演示：
打开冒泡.swf，演示如下图1
图1
问题一：
最小数据1是如何进行逐次向上推移到达第一个数据位置的，即a
（1）=1？
演示如下图2：
第五位置（即a（5））的1与第四位置（即a（4））的8比较，交换；
第四位置（即a（4））的1与第三位置（即a（3））的4比较，交换；
前三位置（即a（3））的1与第二位置（即a
（2））的3比较，交换；
第二位置（即a
（2））的1与第一位置（即a
（1））的7比较，交换；
图2
说明：
当第五个位置的数据1从上升到第一个位置，称为第一遍加工
问题二：
第一遍加工的结果？
a
（1）=1，a
（2）~a（5）为无序区域。
问题三：
比较了几次？
交换了几次？
比较交换的条件是什么？
比较4次，交换4次，即相邻位置的两个数据比较，如果a（j）问题五：
4次比较与交换，可以用VB的哪个算法模式来实现？
如何描述
For循环+If选择
fori=5to2step-1
ifa（i）nexti
根据代码解释：
最末位置的数据与前面相邻位置的数据发生比较，如果小于前面位置的数据，则交换；重复这一过程，直到处理完第二个位置的数据与第一个位置的数据为止，完成第一遍加工
问题六：
比较下面两组代码，你认为哪组好？
为什么？
fori=4to1step-1
ifa（i+1）nexti
fori=5to2step-1
ifa（i）nexti
第一组好，因为第一组更清楚表达第一遍的加工过程，也更易理解。
（2）第二遍加工（边提问边回答，边演示，如图3）
图3
问题一：
第二遍加工的数据区域为哪些？
过程是怎样的？
数据区域为a
（2）~a（5）的无序的区域
第五个位置的8与第四位置的4发生比较，不交换；第四个位置的4与第三个位置的3比较，不交换；第三个位置的3与第二个位置的7比较，交换；完成第二遍加工（见图3）
问题二：
第二遍加工的结果怎样？
实现的代码如何？
结果a
（2）=3，a（3）~a（5）是无序区域
代码如下：
fori=5to3step-1
ifa（i）nexti
问题三：
第二遍加工，比较了几次，交换了几次？
比较了3次，交换了1次
（3）第三遍加工（边提问边回答，边演示，如图4）
问题一：
第三遍加工的结果、过程又如何？
语句呢？
第三遍加工的结果：
a（3）=4，a（4）~a（5）为无序区域
第五个位置的8与第四个位置4的比较，不交换；第四个位置的4与第三个位置的7比较，交换；完成第三遍加工
实现的语句：
fori=5to4step-1
ifa（i）nexti
问题二：
比较和交换的次数各是多少？
比较了2次，交换了1次
图4
（4）第四遍加工
问题一：
第四遍加工的结果？
实现的代码？
第四遍加工的结果：
a（4）=7，a（5）=8
实现的语句：
fori=5to5step-1
ifa（i）nexti
问题二：
第四遍加工比较、交换的次数各多少？
比较了1次，交换了0次
4、5个数据冒泡排序的程序实现
问题一：
五个数据通过冒泡排序，完成从小到大的顺序，需要加工几遍？
如果是n个数据呢？
4遍，n-1遍
问题二：
4遍加工的共同点是什么？
不同点又是什么？
相同点：
都是重复比较（循环结构），相同的比较方法和相同的交换条件
不同点：
比较与交换的次数不一样
问题三：
4遍加工是否可以用双重循环来实现？
可以，代码如下：
forj=1to4
fori=5toj+1step-1
ifa（i）nexti
nextj
说明：
对于循环次数确定的循环，比如循环4次，使用For循环，循环变量的变化方式有多种表达，如Forj=2to5或者forj=4to7等，但我们选择forj=1to4，因为它是最易理解的一种表达
问题四：
4遍加工一共比较了几次？
交换了几次？
比较的次数为：
4+3+2+1=10；交换的次数为：
4+1+1=6
5、n个数据冒泡排序的通用代码
Fori=1ton-1
forj=ntoi+1step-1
ifa（j） nextj
Nexti
问题一：
在通用代码中，外、内循环的条件各是什么？
外循环的循环条件为：
i<=n-1；内循环的循环条件为：
j>=i+1（j>i）
问题二：
在通用代码中，外、内循环的意义是什么？
外循环是加工的遍数，n个数据需要加工n-1遍
内循环是每一遍的具体加工过程
问题三：
如何实现a（j）与a（j-1）的交换？
使用什么语句
学生回答：
通过第三个变量temp
Temp=A（j）
A（j）=A（j-1）
A（j-1）=Temp
6、演示冒泡排序算法.swf，观察流程图，体验流程的执行过程，并请学生用语言表达程序运行过程
三、对键盘输入的一批数据进行冒泡排序
1、关于程序的界面
问题一：
你能想象出程序的界面吗？
学生思考后并给展示如下的建议界面：
问题二：
根据此界面，你能大致描述一下程序的运行过程吗？
在黄色文本框内输入数据后，按回车键，在左边列表框list1内显示输入的数据，依次输入一批数据，然后单击“冒泡排序”按钮，在列表框list2中显示已排完序的一列数据
问题三：
界面上有几个对象？
一个窗体（form1）、二个列表框（list1、list2）、一个文本框（text1）、一个命令按钮（command1）和三个标签（label1、label2、label3）
问题四：
在哪些对象上发生哪些事件？
在text1的keypress事件和command1的click事件
2、编写事件的代码
问题一：
请尝试编写text1_keypress（）事件的代码
SubText1_KeyPress（KeyAsciiAsInteger）
IfKeyAscii=13Then
c=c+1
a（c）=Val（Text1.Text）
List1.AddItema（c）
Text1.Text="":
Text1.SetFocus
EndIf
EndSub
说明：
text1_keyPress（）事件，在计算并联电阻的总电阻值时已使用过，所不同的是增加了计数功能。
问题二：
当在text1中用键盘输入回车键后，做些什么内容？
1计数（c=c+1）
2给数组变量a赋值
3数组变量 的值在list1中显示
4text1清空，并把光标聚焦在text1中
问题三：
为什么要计数？
（c=c+1）
计数是为了统计待排序数据的个数
问题四：
数组变量a和变量c需要在text1_keypress（）事件中定义吗？
不用，作全局性变量处理，在两个模块外添加如下两行：
Dima（1to128）asinteger
DimcAsInteger
说明：
全局性变量的处理在计算并联电路的总电阻中已学习过。
问题五：
如果要手动输入50个待排序的数据，需要执行text1_keypress（）事件几遍？
50遍
问题六：
请尝试编写command1_click（）事件
SubCommand1_Click（）
ForI=1Toc-1
ForJ=cToI+1Step-1
Ifa（J）TEMP=a（J）：
a（J）=a（J-1）：
a（J-1）=TEMP
EndIf
NextJ
NextI
ForI=1Toc
List2.AddItema（I）
NextI
EndSub
问题七：
command1_click（）事件实现哪几项功能？
两项功能：
一项是冒泡排序，一项是把已排好序的数组a输出（用for循环实现）
教师演示事先编好的程序，让学生观察并体验程序的执行过程
3、关于程序的升降序功能
问题一：
如果要实现升降序的功能，界面与代码如何修改？
①界面修改：
添加一控件combobox，生成combo1对象
②Command1_click（）代码修改如下：
说明：
else后面即为降序排序，比较的条件由原来a（J）a（J-1）即可。
③添加一窗体加载模块
对三个语句稍作解释：
按下程序运行按钮，执行Form_load事件，在combo1中添加两项“升序”、“降序”，界面上显示的是升序，因为combo1.ListIndex=0
教师演示事先编好的具有升降功能的程序，让学生观察并体验程序的执行过程
四、关于冒泡排序的小结
1、排序及冒泡排序的概念
2、冒泡排序的算法思想
3、n个数据冒泡排序的通用程序代码
4、用冒泡排序法对键盘输入的一批数据从小到大排序的程序实现
变量 a
（1）a
（2）a（3）a（4）a（5）
初始 73481
结果13478
五、教学后记：
排序是计算机内经常进行的一种操作，其目的是将一组“无序”的记录序列调整为“有序”的记录序列。
通过排序算法的学习，使学生了解计算机的排序原理。
冒泡排序算法对学生来说是相对较难的一种算法。
从冒泡排序的概念出发，结合实例，用设问的方法一步步地引导学生认识冒泡排序的算法思想，分析冒泡排序的过程，总结出冒泡排序的代码，一切自然而然，水到渠成。
曾有一个在学习算法时说了这样一句话：
学习编程，使简单的问题复杂化，使复杂的问题简单化。
这句话在排序算法中得到很好地体现。
//经典冒泡排序
voidBubbleSort（intarr[],intn）
{
inti=0,j=0;
for（i=0;i for（j=0;j {
if（arr[j]>arr[j+1]）
{
temp=arr[j];
arr[j]=arr[j+1];
arr[j+1]=temp;
}
}
}
#include
voidshow（int*p）
{
inti=0;
for（i=0;i<8;i++）
{
printf（"%3d",p[i]）;
}
printf（"\n"）;
}
intmain（intargc,char*argv[]）
{
intp[]={8,9,4,5,1,7,6,0};
inti=0;
intj=0;
inttmp=0;
for（i=0;i<8;i++）
{
for（j=0;j<7-i;j++）
{
if（p[j]>p[j+1]）
{
tmp=p[j];
p[j]=p[j+1];
p[j+1]=tmp;
}
}
printf（"第%2d轮排序结束：
",i+1）;
show（p）;
}
return0;
}来源:
考试大
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