Wie implementiert man einen Blasensortierungsalgorithmus mit Python?

Wie implementiert man den Blasensortierungsalgorithmus mit Python?

Der Blasensortieralgorithmus ist ein einfacher, aber effektiver Sortieralgorithmus. Seine Idee besteht darin, zwei benachbarte Elemente kontinuierlich zu vergleichen, wenn ihre Positionen falsch sind. Im Folgenden wird anhand spezifischer Codebeispiele gezeigt, wie Python zum Implementieren des Blasensortierungsalgorithmus verwendet wird.

def bubble_sort(arr):
    n = len(arr)
    # 外层循环控制比较的轮数
    for i in range(n - 1):
        # 内层循环控制每轮的比较次数
        for j in range(n - i - 1):
            # 如果相邻的两个元素顺序不正确，则交换它们的位置
            if arr[j] > arr[j + 1]:
                arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]
    return arr

# 测试示例
arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
sorted_arr = bubble_sort(arr)
print("排序后的数组：", sorted_arr)

Im obigen Code definieren wir eine Funktion namens bubble_sort, die eine Liste als Parameter akzeptiert und die sortierte Liste zurückgibt. Der Kernbestandteil der Blasensortierung ist eine zweistufige verschachtelte Schleife. Die äußere Schleife steuert die Anzahl der Vergleichsrunden. Jede Vergleichsrunde verschiebt das größte Element im unsortierten Teil an das Ende. Die innere Schleife steuert die Anzahl der Vergleiche pro Runde, indem sie zwei benachbarte Elemente vergleicht und ihre Positionen austauscht, wenn sie nicht in der richtigen Reihenfolge sind. Die Anzahl der Schleifen und Austausche nimmt mit der Größe der zu sortierenden Sequenz zu, sodass die zeitliche Komplexität der Blasensortierung O(n^2) beträgt. bubble_sort的函数，该函数接受一个列表作为参数，并返回排序后的列表。冒泡排序的核心部分是两层嵌套的循环。外层循环控制比较的轮数，每一轮比较都会使得未排序部分中最大的元素移到最后。内层循环控制每轮比较的次数，通过比较相邻的两个元素，如果它们的顺序不正确，则交换它们的位置。循环的次数和交换的次数都随着待排序序列的大小而增加，因此冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)。

在上述代码中，我们使用了一组测试示例来验证排序算法的正确性。在这个例子中，我们使用了一个包含7个元素的整数列表，并将其传递给bubble_sort函数。运行程序后，控制台将输出排序后的列表。对于给定的测试示例，输出应该是 [11, 12, 22, 25, 34, 64, 90]

Im obigen Code verwenden wir eine Reihe von Testbeispielen, um die Richtigkeit des Sortieralgorithmus zu überprüfen. In diesem Beispiel verwenden wir eine 7-Elemente-Liste von Ganzzahlen und übergeben sie an die Funktion bubble_sort. Nach dem Ausführen des Programms gibt die Konsole die sortierte Liste aus. Für das angegebene Testbeispiel sollte die Ausgabe [11, 12, 22, 25, 34, 64, 90] sein.

Über dieses einfache Beispiel hinaus kann der Blasensortierungsalgorithmus auf jede Art vergleichbarer Elemente angewendet werden. Mit der Blasensortierung können Sie Ganzzahlen, Gleitkommazahlen, Zeichenfolgen usw. sortieren. Gleichzeitig können wir den Sortieralgorithmus auch entsprechend unseren eigenen Anforderungen optimieren, indem wir beispielsweise ein Flag hinzufügen, um festzustellen, ob die Sortierung abgeschlossen ist, wodurch die Anzahl unnötiger Vergleiche verringert werden kann.

Zusammenfassung:

Der Blasensortieralgorithmus ist ein einfacher, aber effektiver Sortieralgorithmus. Durch den Vergleich benachbarter Elemente und den Austausch von Positionen wird das größte Element Schritt für Schritt ans Ende verschoben und so der Zweck der Sortierung erreicht. Anhand des in Python geschriebenen Beispiels für den Blasensortierungsalgorithmus können wir die Idee und Implementierung des Algorithmus klar verstehen. Unabhängig davon, ob Sie Anfänger oder erfahrener Entwickler sind, können Sie Ihr Verständnis und die Anwendung von Algorithmen und Programmierung verbessern, indem Sie den Blasensortierungsalgorithmus verstehen und üben. 🎜

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