06 冒泡排序

0.如果遇到相等的值不进行交换，那这种排序方式是稳定的排序方式。
1.原理：比较两个相邻的元素，将值大的元素交换到右边
2.思路：依次比较相邻的两个数，将比较小的数放在前面，比较大的数放在后面。
(1)第一次比较：首先比较第一和第二个数，将小数放在前面，将大数放在后面。
(2)比较第2和第3个数，将小数 放在前面，大数放在后面。
……
(3)如此继续，知道比较到最后的两个数，将小数放在前面，大数放在后面，重复步骤，直至全部排序完成
(4)在上面一趟比较完成后，最后一个数一定是数组中最大的一个数，所以在比较第二趟的时候，最后一个数是不参加比较的。
(5)在第二趟比较完成后，倒数第二个数也一定是数组中倒数第二大数，所以在第三趟的比较中，最后两个数是不参与比较的。
(6)依次类推，每一趟比较次数减少依次

import random
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import datetime
import imageio
def BubbleSort(num,start,stop):
    x = np.arange(1, num + 1)                                           # 产生x数组，从1到num
    nums = random.sample(range(start,stop), 10)                         # 从(start,stop)随机产生10个不相等的整数
    for i in range(len(nums) - 1):                                      # 从0 到nums元素个数减1
        for j in range(len(nums) - 1 - i):                              # 最后的i个元素比较过了，不需要再比较
            plt.ion()                                                   # 打开交互模式
            plt.cla()                                                   # 清除内容
            plt.bar(x, nums, color="orange",align='center')             # 先绘制初始状态
            plt.bar(j + 1, nums[j], color="g", align="center")          # 正在比较的两个元素用红色重绘
            plt.bar(j + 2, nums[j + 1], color="g", align="center")      # 正在比较的两个元素用红色重绘
            plt.pause(1)                                                # 暂停1秒
            nowTime = datetime.datetime.now().strftime('%Y-%m-%d-%H-%M-%S')  # 当前时间
            filename = f"{nowTime}.png"
            plt.savefig(filename)  # 保存单张图片
            pngfile.append(filename)
            if nums[j] > nums[j + 1]:                                   # 比较当前元素和后一个元素值的大小
                nums[j], nums[j + 1] = nums[j + 1], nums[j]             # 若前面的元素值大于后面的值，交换顺序
                plt.cla()                                               # 清除内容
                plt.bar(x, nums, color="orange",align='center')         # 重绘制初始状态
                plt.bar(j+1, nums[j], color="r", align="center")        # 用红色重绘交换的两个元素
                plt.bar(j + 2, nums[j + 1], color="r", align="center")  # 用红色重绘交换的两个元素
                plt.pause(1)                                            # 暂停1秒
                nowTime = datetime.datetime.now().strftime('%Y-%m-%d-%H-%M-%S')  # 当前时间
                filename = f"{nowTime}.png"
                plt.savefig(filename)                                   # 保存单张图片
                pngfile.append(filename)
            plt.ioff()                                                  # 关闭交互模式
        plt.cla()                                                       # 清除内容
        plt.bar(x, nums, color="orange", align='center')                # 重绘制初始状态
        filename = f"{nowTime}.png"
        plt.savefig(filename)                                           # 保存单张图片
        pngfile.append(filename)
def toGif(duration):
    frames = [imageio.imread(name) for name in pngfile]                   # 读取当前绘制的图片,加入到列表frames中
    imageio.mimsave('./bubblesort.gif', frames, 'GIF', duration=duration) # 生成gif图片
if __name__ == '__main__':
    num = 10                                                              # 参与比较的元素的个数,可改为用户输入
    start,stop= 0,200                                                     # 随机元素的范围，可由用户输入
    duration = 0.2
    pngfile = []
    BubbleSort(num, start, stop)                                          # 排序函数
    toGif(duration)                                                       # 制作gif