Pythonでアルゴリズム「バブルソート」：外側ループ一つでも、奥が深い話

はい、では前回に引き続き、「バブルソート」に取り組みます！今回は、いよいよPythonでコードを書いてみますよ～。果たして、どんなコードなんでしょうね。

バブルソートのコードの全体像はこうだ！

先にコードのサンプルをお見せしましょう！こんな感じです。

変数dataに５つの値が、リスト形式で存在し、それをバブルソートした上で出力すると、きちんと昇順で並び替えられていることが分かります～。

「思ったよりもシンプルですね～😆」

でしょ！でも、、、一つ一つ見ていくと、「なんでこんな書き方になるの？」という疑問の「オンパレード」です💦。一つ一つコードを分析すればきっと意味が分かるはず！まずは、「外側のループ」からだ！

外側のループ：iは、決定したい値の添字？

データの部分の解説は省略します。話は核心に入ります。「外側のループ」です。このfor文について、一緒に考えましょう😆！

まず、「外側のループ」の目的って何でしたっけ？そう「左から右へ、小さい順に値を決めていく」ことでしたね。であるならば、for文のカウンタ変数iは、「ループで決定したい値の添字」になります。

外側のループで、0～3番の４つの値を順に確定させるできます。4番目は、3番目を確定させれば、勝手に確定します。

ということで、iは、「ループで決定したい値の添字」であることが分かりました。しかし、問題は、、、ループの継続条件ですねえ…。

カウンタは「データの個数ー２」まで増えていく？

ループが完了するたびに、iを「0,1,2,3」と変化させたいわけです。でも、下の図のような書き方で本当にそうなるのかしらん🤔？

悩んでないで、四の五の言わずに、調べてしまいましょうか！次のように、コードを書いて確認しました。for分の処理内容を書き換えて、ループに突入する都度、iの値が出力されるようにしたものです。

結果は上の通り。うん、「0,1,2,3」と変化していますね。バッチリでございます😆！でも、なんで「0,1,2,3」と変化するのでしょう？関数を分解すればきっと分かるはず！

len関数

まず、len(data)の戻り値は何でしょうか？はい、「5」ですね。len関数は、リストの要素数を戻してくる関数でしたね。

そこから、１を引いています。なぜ？

だって、一番最後の添字は確定させなくていいからです。一つ余計だから、一つ引いているわけですね。結局、range関数の引数は、「4」になっているはずです。

range関数

range関数は、値の連番を保持してくれる関数です。引数が一つのときは、「0以上、引数未満」の整数、でしたね。この「未満」というのがポイントです。引数の値は、0からの連番に含まれないのですよ！（リストの最後の値の添字は、「要素数-1」番なので、引数「未満」とすると、リストの最初から最後までループさせる時に都合がよいのですよ…。）

結果として、「0以上4未満の整数」すなわち、「0,1,2,3」が得られというわけです。

かくしてカウンタ変数ｉは、0～3までループの都度、変化することになります。

なるほど、分かった～😅！？？

すみません。「外側のループ」の意味を理解するだけで、エネルギーを使い果たしてしまいました。for文一つで結構、奥が深いんだな～、と思います。「内側のループ」は次回以降にしましょう😄！

あ、コードはこちらです。

#データを用意する。
data = [6,9,10,8,5]

#iは、ループで確定する添字です。0～3まで１ずつ増加します。
for i in range(len(data) - 1):
    #jの値は、天秤の右側の番号です。
    #ｊは「4（リストの要素数-1）」～「iより１つ大きい番号（1～4）」まで変化します。
    for j in range(len(data)-1, i, -1):
        #右が小さいなら、値を交換します。
        if data[j-1] > data[j]:
            temp = data[j]
            data[j] = data[j-1]
            data[j-1] = temp

#結果を出力します。
print(data)  

では、ビーダゼーン！

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