交換排序的基本思想是：兩兩比較待排序記錄的關鍵字，發現兩個記錄的次序相反時即進行交換，直到沒有反序的記錄為止。
應用交換排序基本思想的主要排序方法有：氣泡排序和快速排序。
氣泡排序
1、排序方法
將被排序的記錄陣列r[1..n]垂直排列，每個記錄r[i]看作是重量為r[i].key的氣泡。根據輕氣泡不能在重氣泡之下的原則，從下往上掃瞄陣列r：凡掃瞄到違反本原則的輕氣泡，就使其向上"飄浮"。如此反覆進行，直到最後任何兩個氣泡都是輕者在上，重者在下為止。
（1）初始
r[1..n]為無序區。
（2）第一趟掃瞄
從無序區底部向上依次比較相鄰的兩個氣泡的重量，若發現輕者在下、重者在上，則交換二者的位置。即依次比較(r[n]，r[n-1])，(r[n-1]，r[n-2])，…，(r[2]，r[1])；對於每對氣泡(r[j+1]，r[j])，若r[j+1].key
（3）第二趟掃瞄
掃瞄r[2..n]。掃瞄完畢時，"次輕"的氣泡飄浮到r[2]的位置上……
最後，經過n-1 趟掃瞄可得到有序區r[1..n]
注意：第i趟掃瞄時，r[1..i-1]和r[i..n]分別為當前的有序區和無序區。掃瞄仍是從無序區底部向上直至該區頂部。掃瞄完畢時，該區中最輕氣泡飄浮到頂部位置r[i]上，結果是r[1..i]變為新的有序區。
2、氣泡排序過程示例
對關鍵字序列為49 38 65 97 76 13 27 49的檔案進行氣泡排序的過程【參見動畫演示
】3、排序演算法
（1）分析
因為每一趟排序都使有序區增加了乙個氣泡，在經過n-1趟排序之後，有序區中就有n-1個氣泡，而無序區中氣泡的重量總是大於等於有序區中氣泡的重量，所以整個氣泡排序過程至多需要進行n-1趟排序。
若在某一趟排序中未發現氣泡位置的交換，則說明待排序的無序區中所有氣泡均滿足輕者在上，重者在下的原則，因此，氣泡排序過程可在此趟排序後終止。為此，在下面給出的演算法中，引入乙個布林量exchange，在每趟排序開始前，先將其置為false。若排序過程中發生了交換，則將其置為true。各趟排序結束時檢查exchange，若未曾發生過交換則終止演算法，不再進行下一趟排序。
（2）具體演算法
void bubblesort(seqlist r)
{ //r（l..n)是待排序的檔案，採用自下向上掃瞄，對r做氣泡排序
int i，j；
boolean exchange； //交換標誌
for(i=1;i=i；j--) //對當前無序區r[i..n]自下向上掃瞄
if(r[j+1].key（1）演算法的最好時間複雜度
若檔案的初始狀態是正序的，一趟掃瞄即可完成排序。所需的關鍵字比較次數c和記錄移動次數m均達到最小值：
cmin=n-1
mmin=0。
氣泡排序最好的時間複雜度為o(n)。
（2）演算法的最壞時間複雜度
若初始檔案是反序的，需要進行n-1趟排序。每趟排序要進行n-i次關鍵字的比較(1≤i≤n-1)，且每次比較都必須移動記錄三次來達到交換記錄位置。在這種情況下，比較和移動次數均達到最大值：
cmax=n(n-1)/2=o(n2)
mmax=3n(n-1)/2=o(n2)
氣泡排序的最壞時間複雜度為o(n2)。
（3）演算法的平均時間複雜度為o(n2)
雖然氣泡排序不一定要進行n-1趟，但由於它的記錄移動次數較多，故平均時間效能比直接插入排序要差得多。
（4）演算法穩定性
氣泡排序是就地排序，且它是穩定的。
5、演算法改進
上述的氣泡排序還可做如下的改進：
(1)記住最後一次交換發生位置lastexchange的氣泡排序
在每趟掃瞄中，記住最後一次交換發生的位置lastexchange，（該位置之前的相鄰記錄均已有序）。下一趟排序開始時，r[1..lastexchange-1]是有序區，r[lastexchange..n]是無序區。這樣，一趟排序可能使當前有序區擴充多個記錄，從而減少排序的趟數。具體演算法【參見習題】。
(2) 改變掃瞄方向的氣泡排序
①氣泡排序的不對稱性
能一趟掃瞄完成排序的情況：
只有最輕的氣泡位於r[n]的位置，其餘的氣泡均已排好序，那麼也只需一趟掃瞄就可以完成排序。
【例】對初始關鍵字序列12，18，42，44，45，67，94，10就僅需一趟掃瞄。
需要n-1趟掃瞄完成排序情況：
當只有最重的氣泡位於r[1]的位置，其餘的氣泡均已排好序時，則仍需做n-1趟掃瞄才能完成排序。
【例】對初始關鍵字序列：94，10，12，18，42，44，45，67就需七趟掃瞄。
②造成不對稱性的原因
每趟掃瞄僅能使最重氣泡"下沉"乙個位置，因此使位於頂端的最重氣泡下沉到底部時，需做n-1趟掃瞄。
③改進不對稱性的方法
在排序過程中交替改變掃瞄方向，可改進不對稱性。具體演算法【參見習題】。
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