Question

【 例 5-4 】编写程序，在数组中保存 1～100 的 10 个随机整数，对数组进行升序排序，并将排序后的数组元素打印输出。

根据要求，我们首先定义一个长度为 10 的 int 类型数组 arr，然后通过循环结构 for 语句和 rand 函数来获取 10 个 1～100 的随机整数，并其保存至数组 arr 中。注意，为了得到真正的随机数，我们在 rand 函数之前使用 srand 函数来设置随机数种子。

对于数组元素的排序，我们采用最经典的“冒泡”排序算法，该算法比较简单，并且适合小规模的数组数据排序工作。为了让大家对“冒泡”排序算法有更直观的理解，下面使用一个固定的 5 个整数的待排序序列，作为案例进行演示。

待排序序列为：5、3、7、4、–1。

冒泡排序的升序算法思路为：共进行“元素个数–1”轮的比较过程，每一轮比较过程完成后，都会将当前待排序序列中最大的那个元素移动至最后位置，然后，将这个最后位置的元素排除至待排序序列之外，将剩下的元素组成一个新的待排序序列，并参加下一轮次的比较过程。如此反复，直至所有轮执行完毕，排序工作完成。

下面，再来介绍一下每轮的比较过程：

在待排序序列中，从第一个元素起，让其和第二个元素进行比较，如果第一个元素的值大于第二个元素的值，就让第一个元素和第二个元素进行值的互换。如果第一个元素的值小于等于第二个元素的值，就不做任何操作，继续让第二个元素和第三个元素再进行比较，直至最后位置元素之前的元素和最后位置元素比较完成之后，最后位置元素就是待排序序列中最大的那个。

由于初始待排序序列中有 5 个元素，所以需要进行 4 轮的比较过程才能完成排序工作。图 5.8 展示了每一轮比较过程之后，整个序列的变化情况。

图 5.8　冒泡排序过程

第一轮待排序序列中有 5 个元素，比较过程完成后，值为 7 的元素被移至最后位置，并被排除在待排序序列之外，进入完成序列。

第二轮待排序序列中有 4 个元素，比较过程完成后，值为 5 的元素被移至最后位置，并被排除在待排序序列之外，进入完成序列。

第三轮待排序序列中有 3 个元素，比较过程完成后，值为 4 的元素被移至最后位置，并被排除在待排序序列之外，进入完成序列。

第四轮待排序序列中有 2 个元素，比较过程完成后，值为 3 的元素被移至最后位置，并被排除在待排序序列之外，进入完成序列。

由于待排序序列中只剩一个元素，无须再进行比较，整个排序结束。

从图中可以清晰地看到，值比较大的元素不断下沉，而值小的元素不断上浮，就像鱼儿在水中吐泡泡一样，因此，该排序算法被称为“冒泡”排序算法。

理解了冒泡排序算法后，就可以用它来完成任务了。下面将对数组进行冒泡排序的工作封装成一个函数，函数名为 bubble，该函数无返回值，并带有两个参数：第一个是数组类型的参数 a，用于指定数组的内存位置；第二个是 int 类型的参数 len，用于指示数组的长度。

整个程序的代码如下：

程序运行结果如下：

12 21 53 56 57 74 76 79 81 90

由于程序中使用的是随机值，所以读者在测试的时候，打印输出的结果与本书不一致是正常的。但是，打印输出的结果必须是按升序排列的，这才能达到程序要求，否则程序就是有问题的。