冒泡法排序的动态演示

郭亚庆　赵源

摘 要： 文章就冒泡法排序的动态演示程序实现的关键技术做了详细的阐述，明确地提出了算法的动态演示在计算机语言课教学中的重要作用。

关键词： 冒泡法排序；数字移动；教学效果

中图分类号： TP311.1 [HT5H]文献标识码： A 文章编号： 10084738（2014）01010802

各种排序法是计算机语言课教学的难点与重点。按照传统的教学模式，单纯靠老师在黑板书写与画图，既费时又费力，而且学生听起来感到抽象，枯燥又难懂。以人机交互方式，进行动态演示，使抽象、枯燥的学习内容转化成形象、有趣、可视、可听的动感内容，就能够有效地激发学生的学习兴趣，变苦学为乐学，达到事半功倍的效果。下面我们以冒泡法排序为例阐述动态演示程序的设计过程。

1 冒泡法排序的基本思想

冒泡法排序是最为常用的一种排序方法 ，它是一类具有“交换”性质的排序方法，具体描述如下：

将序列中的第一个元素与第二个元素比较，若前者大于后者，则第一个元素与第二个元素进行位置交换，否则不交换。

再将第二个元素与第三个元素比较，同样若前者大于后者，则将第二元素与第三个元素进行位置交换，否则不交换。

依次类推直到将第n-1个元素与第n个元素进行比较为止，这个过程称为第1趟冒泡法排序，经过第1 趟冒泡法排序，将长度为N的序列中最大的元素置于序列的尾部即第N个位置上，然后再对剩下的N-1个元素作同样的操作，这叫作第2趟排序，将剩下的N-1个元素中最大的元素置于序列的N-1的位置上。

如此进行下去，当执行完第N-1趟冒泡法排序后就可以将序列中剩下2个元素中的最大元素置于序列的第2个位置上，第1个位置上的元素就是该序列中的最小元素[1]。

2 动态演示程序的设计

2.1 界面设计

界面最初状态左半部分别为：初始化按钮、排序按钮、结束按钮。右半部分为动态演示区，其中上部为六个标签框，第一个标签框LABEL3标识为“排序前的数据”，其余的五个标签框是以LABEL2命名的标签框数组，用以动态显示第i趟排序中哪个元素与哪个元素比较，当第i趟排序结束后，则显示本趟排序的总共比较次数。中间部分初始为空，经过初始化后，动态产生了两个文本框控件数组，并随机产生待排序的数据。

第一个文本框控件数组为 TXT1（1To6） 用于存放排序前的数据，为了模拟逼真，待排序的数据竖着存放，以便小的数据像气泡一样上浮，大的数据下沉。第二个文本框控件数组为txtNew（1To6， 1To6），存放时竖为行，横为列，初始仅第一行可见，并存放待排序数据。控件数组txtNew其余各行分别在第i趟排序中依次动态显示。界面右半部分的下部为五个标签框，用于动态显示第几趟排序。初始化后的界面见图1。

2.2 数字的移动

数字的移动与交换，是动态演示程序实现的关键，单纯的数字是不能移动的，为了能使数字移动，必须借助于一个载体， 在排序比较的过程中， 若发现前者大于后者，如何使小的数字上浮，大的数字下沉呢？这是动态演示的关键。解决的办法通常是交换数组元素中的数字，这在算法上是正确的，能得到正确的结果。但是数组元素中的数字交换是在内存进行的，是不可见的，达不到动态演示的目的。如果将数组的元素（数组的元素为文本框）整体移动互换位置，这时可以看到数字跟随载体移动的过程，虽然两个元素交换了位置，但是数组元素的下标并没有改变，因而导致排序不能得到正确结果。如何既能保证排序结果的正确，又能看见小的数字上浮，大的数字下沉，在这里采取的办法是：每当发现两个元素前者大于后者时，立即调用两个文本框即Text1和Text2作为载体，分别停靠在这两个元素的旁边，然后把需要交换的两个数字分别赋给Text1和Text2（见图2）。

下一步让小的数字随同文本框Text2上浮，大的数字随同另一文本框Text1下沉，当两者达到要交换的位置时，再把两个数字传送到相应的位置，并使Text1和Text2变为不可见。这样既保证了待排序数组下标及位置不变，又能看见小的数字上浮，大的数字下沉及交换的全过程。

2.3 移动速度及终点的控制

为了提高演示的效果，必须对数字移动的速度进行控制，并计算好到达的终点。由于待排数据是按一定规律分布的，相邻两个元素间的距离是一定的。每当发现txtNew（I， J）和txtNew（I， J+1）两个元素要交换时，记录下这两个元素的顶部的坐标值，（这个值亦是Text1和Text2要移动的终点），然后利用循环逐步改变Text1和Text2的顶点坐标值，每移动一次调用API函数中的延时函数Sleep 50（延时50毫秒），直至终点。这样我们就能清晰地看到小的数字上浮，大的数字下沉的过程[2]。

代码执行完后界面如图3所示，这时动态显示区的下部五个标签框分别显示是“第几趟”排序，上部五个标签框分别显示是本趟循环内的比较次数，中间部分是显示执行本趟循环的结果。

3 结语

利用多媒体技术对常用算法进行动态演示，可以营造一个生动有趣的教学情境，化无声为有声，化静为动，使学生进入一种喜闻乐见的，生动活泼的学习氛围，引起学生的注意力，提高学生的学习兴趣。它能变静为动，克服了传统教学中学生面向静态呆板的课文和板书的缺陷。一个成熟的算法动态演示程序开发时虽然要费时，费力，但由于算法的不变性，一旦开发成功，可以长期使用。并且可以应用到所有的计机语言课教学中，从而取得良好的教学效果。

[参考文献]

[1] 柴 欣，李惠然.VISUAL BASIC 程序设计基础[M].北京：中国铁道出版社，2003：02.

[2] 刘炳文.精通VISUAL BASIC6.0中文版[M].北京：电子工业出版社，1999：113136.endprint

摘 要： 文章就冒泡法排序的动态演示程序实现的关键技术做了详细的阐述，明确地提出了算法的动态演示在计算机语言课教学中的重要作用。

关键词： 冒泡法排序；数字移动；教学效果

中图分类号： TP311.1 [HT5H]文献标识码： A 文章编号： 10084738（2014）01010802

各种排序法是计算机语言课教学的难点与重点。按照传统的教学模式，单纯靠老师在黑板书写与画图，既费时又费力，而且学生听起来感到抽象，枯燥又难懂。以人机交互方式，进行动态演示，使抽象、枯燥的学习内容转化成形象、有趣、可视、可听的动感内容，就能够有效地激发学生的学习兴趣，变苦学为乐学，达到事半功倍的效果。下面我们以冒泡法排序为例阐述动态演示程序的设计过程。

1 冒泡法排序的基本思想

冒泡法排序是最为常用的一种排序方法 ，它是一类具有“交换”性质的排序方法，具体描述如下：

将序列中的第一个元素与第二个元素比较，若前者大于后者，则第一个元素与第二个元素进行位置交换，否则不交换。

再将第二个元素与第三个元素比较，同样若前者大于后者，则将第二元素与第三个元素进行位置交换，否则不交换。

依次类推直到将第n-1个元素与第n个元素进行比较为止，这个过程称为第1趟冒泡法排序，经过第1 趟冒泡法排序，将长度为N的序列中最大的元素置于序列的尾部即第N个位置上，然后再对剩下的N-1个元素作同样的操作，这叫作第2趟排序，将剩下的N-1个元素中最大的元素置于序列的N-1的位置上。

如此进行下去，当执行完第N-1趟冒泡法排序后就可以将序列中剩下2个元素中的最大元素置于序列的第2个位置上，第1个位置上的元素就是该序列中的最小元素[1]。

2 动态演示程序的设计

2.1 界面设计

界面最初状态左半部分别为：初始化按钮、排序按钮、结束按钮。右半部分为动态演示区，其中上部为六个标签框，第一个标签框LABEL3标识为“排序前的数据”，其余的五个标签框是以LABEL2命名的标签框数组，用以动态显示第i趟排序中哪个元素与哪个元素比较，当第i趟排序结束后，则显示本趟排序的总共比较次数。中间部分初始为空，经过初始化后，动态产生了两个文本框控件数组，并随机产生待排序的数据。

第一个文本框控件数组为 TXT1（1To6） 用于存放排序前的数据，为了模拟逼真，待排序的数据竖着存放，以便小的数据像气泡一样上浮，大的数据下沉。第二个文本框控件数组为txtNew（1To6， 1To6），存放时竖为行，横为列，初始仅第一行可见，并存放待排序数据。控件数组txtNew其余各行分别在第i趟排序中依次动态显示。界面右半部分的下部为五个标签框，用于动态显示第几趟排序。初始化后的界面见图1。

2.2 数字的移动

数字的移动与交换，是动态演示程序实现的关键，单纯的数字是不能移动的，为了能使数字移动，必须借助于一个载体， 在排序比较的过程中， 若发现前者大于后者，如何使小的数字上浮，大的数字下沉呢？这是动态演示的关键。解决的办法通常是交换数组元素中的数字，这在算法上是正确的，能得到正确的结果。但是数组元素中的数字交换是在内存进行的，是不可见的，达不到动态演示的目的。如果将数组的元素（数组的元素为文本框）整体移动互换位置，这时可以看到数字跟随载体移动的过程，虽然两个元素交换了位置，但是数组元素的下标并没有改变，因而导致排序不能得到正确结果。如何既能保证排序结果的正确，又能看见小的数字上浮，大的数字下沉，在这里采取的办法是：每当发现两个元素前者大于后者时，立即调用两个文本框即Text1和Text2作为载体，分别停靠在这两个元素的旁边，然后把需要交换的两个数字分别赋给Text1和Text2（见图2）。

下一步让小的数字随同文本框Text2上浮，大的数字随同另一文本框Text1下沉，当两者达到要交换的位置时，再把两个数字传送到相应的位置，并使Text1和Text2变为不可见。这样既保证了待排序数组下标及位置不变，又能看见小的数字上浮，大的数字下沉及交换的全过程。

2.3 移动速度及终点的控制

为了提高演示的效果，必须对数字移动的速度进行控制，并计算好到达的终点。由于待排数据是按一定规律分布的，相邻两个元素间的距离是一定的。每当发现txtNew（I， J）和txtNew（I， J+1）两个元素要交换时，记录下这两个元素的顶部的坐标值，（这个值亦是Text1和Text2要移动的终点），然后利用循环逐步改变Text1和Text2的顶点坐标值，每移动一次调用API函数中的延时函数Sleep 50（延时50毫秒），直至终点。这样我们就能清晰地看到小的数字上浮，大的数字下沉的过程[2]。

代码执行完后界面如图3所示，这时动态显示区的下部五个标签框分别显示是“第几趟”排序，上部五个标签框分别显示是本趟循环内的比较次数，中间部分是显示执行本趟循环的结果。

3 结语

利用多媒体技术对常用算法进行动态演示，可以营造一个生动有趣的教学情境，化无声为有声，化静为动，使学生进入一种喜闻乐见的，生动活泼的学习氛围，引起学生的注意力，提高学生的学习兴趣。它能变静为动，克服了传统教学中学生面向静态呆板的课文和板书的缺陷。一个成熟的算法动态演示程序开发时虽然要费时，费力，但由于算法的不变性，一旦开发成功，可以长期使用。并且可以应用到所有的计机语言课教学中，从而取得良好的教学效果。

[参考文献]

[1] 柴 欣，李惠然.VISUAL BASIC 程序设计基础[M].北京：中国铁道出版社，2003：02.

[2] 刘炳文.精通VISUAL BASIC6.0中文版[M].北京：电子工业出版社，1999：113136.endprint

摘 要： 文章就冒泡法排序的动态演示程序实现的关键技术做了详细的阐述，明确地提出了算法的动态演示在计算机语言课教学中的重要作用。

关键词： 冒泡法排序；数字移动；教学效果

中图分类号： TP311.1 [HT5H]文献标识码： A 文章编号： 10084738（2014）01010802

各种排序法是计算机语言课教学的难点与重点。按照传统的教学模式，单纯靠老师在黑板书写与画图，既费时又费力，而且学生听起来感到抽象，枯燥又难懂。以人机交互方式，进行动态演示，使抽象、枯燥的学习内容转化成形象、有趣、可视、可听的动感内容，就能够有效地激发学生的学习兴趣，变苦学为乐学，达到事半功倍的效果。下面我们以冒泡法排序为例阐述动态演示程序的设计过程。

1 冒泡法排序的基本思想

冒泡法排序是最为常用的一种排序方法 ，它是一类具有“交换”性质的排序方法，具体描述如下：

将序列中的第一个元素与第二个元素比较，若前者大于后者，则第一个元素与第二个元素进行位置交换，否则不交换。

再将第二个元素与第三个元素比较，同样若前者大于后者，则将第二元素与第三个元素进行位置交换，否则不交换。

依次类推直到将第n-1个元素与第n个元素进行比较为止，这个过程称为第1趟冒泡法排序，经过第1 趟冒泡法排序，将长度为N的序列中最大的元素置于序列的尾部即第N个位置上，然后再对剩下的N-1个元素作同样的操作，这叫作第2趟排序，将剩下的N-1个元素中最大的元素置于序列的N-1的位置上。

如此进行下去，当执行完第N-1趟冒泡法排序后就可以将序列中剩下2个元素中的最大元素置于序列的第2个位置上，第1个位置上的元素就是该序列中的最小元素[1]。

2 动态演示程序的设计

2.1 界面设计

界面最初状态左半部分别为：初始化按钮、排序按钮、结束按钮。右半部分为动态演示区，其中上部为六个标签框，第一个标签框LABEL3标识为“排序前的数据”，其余的五个标签框是以LABEL2命名的标签框数组，用以动态显示第i趟排序中哪个元素与哪个元素比较，当第i趟排序结束后，则显示本趟排序的总共比较次数。中间部分初始为空，经过初始化后，动态产生了两个文本框控件数组，并随机产生待排序的数据。

第一个文本框控件数组为 TXT1（1To6） 用于存放排序前的数据，为了模拟逼真，待排序的数据竖着存放，以便小的数据像气泡一样上浮，大的数据下沉。第二个文本框控件数组为txtNew（1To6， 1To6），存放时竖为行，横为列，初始仅第一行可见，并存放待排序数据。控件数组txtNew其余各行分别在第i趟排序中依次动态显示。界面右半部分的下部为五个标签框，用于动态显示第几趟排序。初始化后的界面见图1。

2.2 数字的移动

数字的移动与交换，是动态演示程序实现的关键，单纯的数字是不能移动的，为了能使数字移动，必须借助于一个载体， 在排序比较的过程中， 若发现前者大于后者，如何使小的数字上浮，大的数字下沉呢？这是动态演示的关键。解决的办法通常是交换数组元素中的数字，这在算法上是正确的，能得到正确的结果。但是数组元素中的数字交换是在内存进行的，是不可见的，达不到动态演示的目的。如果将数组的元素（数组的元素为文本框）整体移动互换位置，这时可以看到数字跟随载体移动的过程，虽然两个元素交换了位置，但是数组元素的下标并没有改变，因而导致排序不能得到正确结果。如何既能保证排序结果的正确，又能看见小的数字上浮，大的数字下沉，在这里采取的办法是：每当发现两个元素前者大于后者时，立即调用两个文本框即Text1和Text2作为载体，分别停靠在这两个元素的旁边，然后把需要交换的两个数字分别赋给Text1和Text2（见图2）。

下一步让小的数字随同文本框Text2上浮，大的数字随同另一文本框Text1下沉，当两者达到要交换的位置时，再把两个数字传送到相应的位置，并使Text1和Text2变为不可见。这样既保证了待排序数组下标及位置不变，又能看见小的数字上浮，大的数字下沉及交换的全过程。

2.3 移动速度及终点的控制

为了提高演示的效果，必须对数字移动的速度进行控制，并计算好到达的终点。由于待排数据是按一定规律分布的，相邻两个元素间的距离是一定的。每当发现txtNew（I， J）和txtNew（I， J+1）两个元素要交换时，记录下这两个元素的顶部的坐标值，（这个值亦是Text1和Text2要移动的终点），然后利用循环逐步改变Text1和Text2的顶点坐标值，每移动一次调用API函数中的延时函数Sleep 50（延时50毫秒），直至终点。这样我们就能清晰地看到小的数字上浮，大的数字下沉的过程[2]。

代码执行完后界面如图3所示，这时动态显示区的下部五个标签框分别显示是“第几趟”排序，上部五个标签框分别显示是本趟循环内的比较次数，中间部分是显示执行本趟循环的结果。

3 结语

利用多媒体技术对常用算法进行动态演示，可以营造一个生动有趣的教学情境，化无声为有声，化静为动，使学生进入一种喜闻乐见的，生动活泼的学习氛围，引起学生的注意力，提高学生的学习兴趣。它能变静为动，克服了传统教学中学生面向静态呆板的课文和板书的缺陷。一个成熟的算法动态演示程序开发时虽然要费时，费力，但由于算法的不变性，一旦开发成功，可以长期使用。并且可以应用到所有的计机语言课教学中，从而取得良好的教学效果。

[参考文献]

[1] 柴 欣，李惠然.VISUAL BASIC 程序设计基础[M].北京：中国铁道出版社，2003：02.

[2] 刘炳文.精通VISUAL BASIC6.0中文版[M].北京：电子工业出版社，1999：113136.endprint