Question

我是Python新手，在Python中学习数据结构。我试图在python中实现一个冒泡排序算法，我做得很好，但我得不到正确的结果。然后我找到了一些教程，在那里我看到他们首先设置一个基础范围进行检查。

因此python中range的语法是：

range([start], stop[, step])

冒泡排序算法是：

def bubbleSort(alist):

   for i in range(len(alist) - 1, 0, -1):
       for j in range(i):

           if alist[j] > alist[j+1]:
               temp = alist[j]
               alist[j] = alist[j+1]
               alist[j+1] = temp

   return alist

print(bubbleSort([5, 1, 2, 3, 9, 8, 0]))

我理解算法的所有其他逻辑，但我无法理解为什么循环从列表的末尾开始直到列表的第一个元素：

for i in range(len(alist) - 1, 0, -1):

为什么这会反向遍历列表？此循环的主要目的是仅设置范围条件，以便为什么我们不能像这样从第一个元素遍历到len(list) - 1：

for i in range(0, len(alist) - 1, 1):

Answer 1

在您的代码中，索引i是内部循环在交换元素时将考虑的最大索引。冒泡排序的工作方式是交换兄弟元素以将最大元素移动到右边。

这意味着在第一次外部迭代（或内部循环的第一个完整循环）之后，列表的最大元素位于列表的远端。所以它已经在正确的位置，不需要再次考虑。这就是为什么在下一次迭代中，i 少一个以跳过最后一个元素，只查看项0..len(lst)-1。

然后在下一次迭代中，最后两个元素将被正确排序，因此它只需要查看项0..len(lst)-2，依此类推。

所以你想减少 i，因为列表末尾的越来越多的元素已经处于正确的位置，不需要再查看了。你不有来做那件事;你也可以一直让内循环上升到最后，但你不需要，所以你可以跳过几次迭代而不去做。

我问为什么我们在len(list)-1,0这样的列表中反向。为什么我们不像0,len(list)-1那样前进？

我希望上面的解释已经涵盖了这一点，但让我们详细介绍一下。尝试在外部循环的末尾添加print(i, alist)。因此，您可以获得i的每次迭代的结果：

>>> bubbleSort([5, 1, 3, 9, 2, 8, 0]) 6 [1, 3, 5, 2, 8, 0, 9] 5 [1, 3, 2, 5, 0, 8, 9] 4 [1, 2, 3, 0, 5, 8, 9] 3 [1, 2, 0, 3, 5, 8, 9] 2 [1, 0, 2, 3, 5, 8, 9] 1 [0, 1, 2, 3, 5, 8, 9]

如您所见，列表将从右到左排序。这适用于我们的索引i，这将限制内循环的范围：例如，对于i = 4，我们在结尾处已经有3个已排序的元素，因此内部循环只需要查看在前4个元素。

现在，让我们尝试更改range以转向另一个方向。循环将是for i in range(0, len(alist))。然后我们得到这个结果：

>>> bubbleSort([5, 1, 3, 9, 2, 8, 0]) 0 [5, 1, 3, 9, 2, 8, 0] 1 [1, 5, 3, 9, 2, 8, 0] 2 [1, 3, 5, 9, 2, 8, 0] 3 [1, 3, 5, 9, 2, 8, 0] 4 [1, 3, 5, 2, 9, 8, 0] 5 [1, 3, 2, 5, 8, 9, 0] 6 [1, 2, 3, 5, 8, 0, 9]

如您所见，这根本没有排序。但为什么？ i仍限制内循环的走向，因此在i = 1，循环只会查看第一对并对其进行排序;其余的将保持不变。在i = 2，循环将查看前两对并交换它们（一次！）;其余的将保持不变。等等。当内循环可以到达最后一个元素（仅在最后一次迭代时）时，没有足够的迭代来将零（也恰好是最小元素）交换到最左边。

这又是因为冒泡排序首先将最大元素排序到最右边。所以我们必须通过使内循环能够完全到达右侧来启动算法。只有当我们确定这些元素处于正确的位置时，我们才能停止走这么远。

使用一种方式来使用递增外循环：首先对最小元素进行排序。但这也意味着我们必须在最右侧启动内循环，以确保在查找最小元素时检查所有元素。所以我们必须让这些循环朝着相反的方向发展。

Answer 2

这是因为当您从列表的开头到结尾时，最终结果是列表中的最后一项将被排序（您已将最大的项目冒泡到最后）。因此，当您执行下一个冒泡时，您不希望在列表中包含最后一项（您知道它已经在正确的位置）。这意味着您需要排序的列表变得更短，从结束开始并向下开始。在此代码中，i始终是剩余未排序列表的长度。

Answer 3

您可以将其用于：

for i in range(0,len(alist)-1,1):

但是你应该改变你的第二次迭代：

for j in range(0,len(alist)-i,1):

我认为在第一行中使用反向迭代的目的是简化第二次迭代。这是使用python

的优点

作为@Jeremy McGibbon的回答，冒泡排序背后的逻辑是避免j到达＆＃34;排序部分＆＃34;在列表的后面。使用示例代码时，j范围将随着i的值减少而减少。当您将i更改为增加时，您应该以不同方式处理j次迭代

Answer 4

您可以编写以下代码

lst = [9,6,5,7,8,3,2,1,0,4]
lengthOfArray = len(lst) - 1

for i in range(lengthOfArray):
    for j in range(lengthOfArray - i):
        if lst[j] > lst[j + 1]:
            lst[j], lst[j + 1] = lst[j + 1], lst[j]

print(lst)

为什么气泡排序中的范围循环会反转？

4 个答案: