为什么冒泡排序需要两个循环？答案

【问题标题】：Why do I need two loops for bubble sort?为什么冒泡排序需要两个循环？
【发布时间】：2022-01-05 08:26:26
【问题描述】：

我是编程初学者，我的问题是：为什么我需要 2 个“for 循环”才能工作？感谢您提前提供任何答案^^

# Bubble sort

a = [2092, 8966, 564331, 989]
laenge = len(a)

for i in range(1,laenge):
    for j in range(0,laenge-i):
        if a[j] > a[j+1]:
            tempdata = a[j]
            a[j] = a[j+1]
            a[j+1] = tempdata
        
print (a)

print (" Surprise monkey")

【问题讨论】：

因为冒泡排序算法就是这样工作的，所以您必须对列表执行多次遍历。您可能想阅读：en.wikipedia.org/wiki/Bubble_sort
每个内部循环完成都会使下一个最大元素“浮动”到它的位置（因此是算法名称）。您需要为每个元素重复它。
因为这是一种非常低效的排序方式。

标签： python bubble-sort

【解决方案1】：

冒泡排序的工作方式是每次通过列表后，它保证将下一个最大的元素推到列表的末尾（https://www.youtube.com/watch?v=JP5KkzdUEYI）。

因此，一旦我们使用循环（内循环）来交换每对无序的元素，就可以通过列表。在对最后一个元素进行排序后执行此操作后，对最后两个元素进行两次排序，等等。因此，要对列表进行完全排序，我们需要遍历数据 n 次，其中 n 是元素的数量（外循环）。

这个嵌套循环是为什么冒泡排序是 O(n^2) 并且不是首选排序算法的原因

a = [2092, 8966, 564331, 989] 
laenge = len(a)

for i in range(1,laenge): # run inner loop n times to sort all elements
    for j in range(0,laenge-i): # completing this loop will sort the last unsorted element
        if a[j] > a[j+1]:
            tempdata = a[j]
            a[j] = a[j+1]
            a[j+1] = tempdata

【讨论】：

【解决方案2】：

可以在单个循环中执行，但您仍然需要两个控制变量来管理数据的多次传递。考虑到最后一个位置将按排序顺序获得其适当的元素，可以通过将范围缩短 1 来优化每个通道。只要一次没有交换，整个循环就可以停止。

基本形式：

a = [2092, 8966, 564331, 989]

i,j = 1,len(a)-1
while j:
    if i>j: i,j = 1,j-1           # new pass 
    if a[i-1]>a[i]:
        a[i-1],a[i] = a[i],a[i-1] # preform swap
    i += 1                        # next swap index

print(a)
[989, 2092, 8966, 564331]

使用交换检测优化：

a = [2092, 8966, 564331, 989]
    
last    = len(a)  # sorted positions from last to 1st
i       = last+1  # current swapping index
swapped = True    # swap detection
while last:
    if i>last:    # pass complete, reset indexes
        if not swapped: break # done if no swaps made
        last -= 1             # last is sorted
        i,swapped = 1,False   # start new pass
    if a[i-1]>a[i]:
        a[i-1],a[i] = a[i],a[i-1] # preform swap
        swapped = True
    i += 1                    # next swap index
    
print(a)
[989, 2092, 8966, 564331]

【讨论】：