1. 什麼是冒泡排序
冒泡排序是把一個由同類型元素組成的序列（如數字組成的列表）中的元素按照一定順序（升序或者降序）依次排列的方法。
實現方式是將序列的第一對（可以使倒數第一對，也可以正數第一對，自己根據需要定義）元素進行比較，決定較大的放在左邊（降序排列）或者右邊（升序排列），然後依次進行第二對元素的比較，然後根據大小決定是否交換位置，依次類推，如果按照升序排列，那麼最後一個數就是最大數。
下圖將數列[1,5,2,3,4]進行升序排序，詳細過程如下：
2. 程序實現原理
- 通過等差數列求和公式計算需要循環多少次。
- 設置變量用於定位元素索引位置，該變量可以實現自加1
- 通過if/elif/else 判斷是否交換位置、判斷是否完成某個新數列的排序、恢復位置索引
- 完成排序，打印新數列
一定要理解上圖中所講的新數列是什麼意思，後文將用到新數列的說法
僞代碼如下：
序列爲 = [1,5,2,3,4]
索引1 用於定位一對數的前者 = 0
索引2 用於定位一對數的後者 = 1
索引3 用戶定位新數列需要比較的元素= 1
需要執行的循環次數 = （4*（1+4））/2=10
for _ in range(10+序列元素數量-2): 本來應該用for循環10次，但是在下面的if判斷中，會由於索引越界浪費（元素數量-1（也就是新數列個數））次機會再排除最後一次越界，所以10+序列元素數量-1-1
if （序列索引1的元素 <= 序列索引2的元素） 且 序列索引2 <= 序列最大索引（元素個數-索引3）：
什麼也不做，因爲左邊元素不大於右邊元素，但是這次索引變量要自加1，進行下一對元素的比較
索引1 += 1
索引2 += 1
elif （序列索引1的元素 > 序列索引2的元素） 且 序列索引2 <= 序列最大索引（元素個數-索引3）：
序列索引1的元素 和 序列索引2的元素 交換位置
索引1 += 1
索引2 += 1
else：執行到這一步 就說明已經完成某個序列中最大數的排序，恢復索引默認值對新數列進行排序
索引1 = 0
索引2 = 0
索引3 += 1 新數列最後一位數不用進行排序，因爲已經完成了
最後打印排序完成的序列
3. Python 代碼實現（低級版本）
基於以上實現原理，用python代碼實現如下：
nums=[1,5,2,4,3]
index1 = 0
index2 = 1
index3 = 1
times = 1 # 用於打印標記運行次數，可有可無，不影響功
sum_count = ((len(nums)-1)*(1+len(nums)-1))//2 # 等差數列求和公式
print("數列 {0:},共 {1:} 個元素，需要進行 {2:} 次排序,過程中將對 {3:} 個新數列排序\n".format(nums,len(nums),sum_count,len(nums)-1))
for _ in range(sum_count+len(nums)-1): #用for循環xx次
if index2<=len(nums)-index3 and nums[index1] <= nums[index2] :
print("Seq {0:}:".format(times),nums[index1],"--->",nums[index2],"：不換位","--> 新數列爲 {0:}".format(nums))
index1 += 1
index2 += 1
times += 1
elif index2<=len(nums)-index3 and nums[index1] > nums[index2]:
nums[index1],nums[index2] = nums[index2],nums[index1]
print("Seq {0:}:".format(times),nums[index2],"--->",nums[index1],"：換位","--> 新數列爲 {0:}".format(nums))
index1 += 1
index2 += 1
times += 1
else:
print("Seq {0:}: 完成對元素 {1:} 的排序,接下來對數列 {2:} 排序".format(times-1,nums[len(nums)-index3],nums[:len(nums)-index3]))
index1 = 0
index2 = 1
index3 += 1
print("數列升序排列後爲： ",nums)
運行結果如下：
數列 [1, 5, 2, 4, 3],共 5 個元素，需要進行 10 次排序,過程中將對 4 個新數列排序
Seq 1: 1 ---> 5 ：不換位 --> 新數列爲 [1, 5, 2, 4, 3]
Seq 2: 5 ---> 2 ：換位 --> 新數列爲 [1, 2, 5, 4, 3]
Seq 3: 5 ---> 4 ：換位 --> 新數列爲 [1, 2, 4, 5, 3]
Seq 4: 5 ---> 3 ：換位 --> 新數列爲 [1, 2, 4, 3, 5]
Seq 4: 完成對元素 5 的排序,接下來對數列 [1, 2, 4, 3] 排序
Seq 5: 1 ---> 2 ：不換位 --> 新數列爲 [1, 2, 4, 3, 5]
Seq 6: 2 ---> 4 ：不換位 --> 新數列爲 [1, 2, 4, 3, 5]
Seq 7: 4 ---> 3 ：換位 --> 新數列爲 [1, 2, 3, 4, 5]
Seq 7: 完成對元素 4 的排序,接下來對數列 [1, 2, 3] 排序
Seq 8: 1 ---> 2 ：不換位 --> 新數列爲 [1, 2, 3, 4, 5]
Seq 9: 2 ---> 3 ：不換位 --> 新數列爲 [1, 2, 3, 4, 5]
Seq 9: 完成對元素 3 的排序,接下來對數列 [1, 2] 排序
Seq 10: 1 ---> 2 ：不換位 --> 新數列爲 [1, 2, 3, 4, 5]
Seq 10: 完成對元素 2 的排序,接下來對數列 [1] 排序
數列升序排列後爲： [1, 2, 3, 4, 5]
4. Python 代碼實現（高級版本）
用for迭代實現冒泡排序，代碼簡單，邏輯性強：
import random,datetime
nums =[random.randint(0,1000) for _ in range (150) ] #生成150個隨機0-1000範圍內的隨機整數組成的列表，用於排序
for i in range(len(nums) - 1): # 這個循環負責設置冒泡排序進行的次數，也就是新數列的個數
for j in range(len(nums) - i - 1): # 對每個新數列進行排序
if nums[j] > nums[j + 1]:
nums[j], nums[j + 1] = nums[j + 1], nums[j]
print(nums)
該代碼的運算速度是基本版本的2.5倍。