单元五 · 把数据排列有序
第19课 冒泡排序齐体验（2）
一、学习目标
- 进一步认识冒泡排序算法，能够对一组数据进行排序过程分析。
- 能够用程序验证排序算法，观察数据的排序过程，培养用算法解决问题的意识。
二、情境导入
上一课我们通过「排队」活动，体验了冒泡排序的算法步骤，但对具体的数据排序认识还不够深入。本课通过分析具体的数据排序，继续探究、体验其中的算法规律，并利用程序来进行验证，了解算法的程序实现。
三、核心讲解
本课学习路径：
1冒泡排序的过程分析
2验证冒泡排序的算法
1．冒泡排序的过程分析
利用冒泡排序算法，把下面的最大数交换到最后（最右侧）。以数据 5、7、9、3、6、8 为例，第一轮比较过程：
- 比较第一个数和第二个数，7＞5，交换位置。
- 比较第二个数和第三个数，7＜9，不交换位置。
- 比较第三个数和第四个数，9＞3，交换位置。
- 比较第四个数和第五个数，9＞6，交换位置。
- 比较第五个数和第六个数，9＞8，交换位置。第一轮完成，最大数 9 已归位。
第二轮、第三轮、第四轮依次对越来越少的未排序数进行比较，每轮都会把当前未排序部分的最大数「冒泡」到最后。
规律：一轮「冒泡」排序后，会固定当前未排序数中最大数的位置，因此这个数不需要再参与下一轮的比较，比较次数减少一次。
流程图：冒泡排序程序（双层循环）
2．验证冒泡排序的算法
程序用外层循环控制排序轮数，内层循环控制每一轮的数据比较。若前一个数大于后一个数，就交换这两个数。大致了解程序与算法的对应关系，运行程序观察每一轮遍历后的数据顺序。尝试修改排序数据，再运行程序，观察变化。
本课巩固 break（第 15 课已出现）。无新图形块需单独讲解。
弄清以上要点后，再进入下方 Python Online，观察冒泡排序程序的执行过程。
四、动手体验 · Python 3 Online 编程
本课含 2 个程序，请在下拉中切换后分别「载入」运行。
正在载入 Python 3 Online
正在载入编程环境…
五、课堂总结
- 通过情境体验活动，加深了对冒泡排序算法的认识，感受到数据的比较与交换规律。
- 一轮「冒泡」排序后，会固定当前未排序数中最大数的位置，因此这个数不需要再参与下一轮的比较，比较次数减少一次。
- 通过利用程序验证算法，初步体会到用计算机解决问题的重要性和必要性。
六、拓展提升
- 「报数」排序游戏：在 10 张卡片上分别写下一个 50 以内的自然数，随机分发给 10 位同学，选一位同学从 1 开始报数。当报的数与某张卡片上的数相同时，该同学手持卡片站出来。继续报数直到 50，手持卡片的同学按先后顺序站成一排，这 10 个数已经按顺序排列。用计算机解决排序问题时，也可以用类似「报数」的方法。
- 本课下方提供了「冒泡提前结束」与「for循环冒泡」。请分别载入运行，体会同一算法的不同实现。
测评
选出后点「检查」。答错会显示简短说明。
冒泡排序每完成一轮后，为什么下一轮比较次数可以减少？
冒泡排序程序中，外层循环和内层循环分别控制什么？
用程序验证冒泡排序算法的主要收获是？
本节小结
逐轮分析冒泡过程，可见每轮归位一个最大数；双层循环程序对应算法步骤。程序验证让排序规律一目了然。