冒泡排序的算法及其程序实现

冒泡排序的算法及其程序实现

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（bubble sort ）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；

变量 a(1) a(2) a(3) a(4) a(5)

初始 7 3 4 8 1

结果 1 3 4 7 8

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

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？

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） for i=5 to 2 step -1 if a(i)

for i=5 to 2 step -1 if a(i)

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：

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： for i=5 to 3 step -1 if a(i)