1
00:00:00,500 --> 00:00:02,840
[Powered by Google Translate] [Espécie de bolha]

2
00:00:02,840 --> 00:00:04,560
[JACKSON Steinkamp Universidade de Harvard]

3
00:00:04,560 --> 00:00:07,500
[Esta é CS50. CS50TV]

4
00:00:08,000 --> 00:00:11,730
Ordenar bolha é um exemplo de um algoritmo de ordenação -

5
00:00:11,730 --> 00:00:14,460
isto é, um processo para a classificação de um conjunto de elementos em

6
00:00:14,460 --> 00:00:15,840
ordem crescente ou decrescente.

7
00:00:15,840 --> 00:00:18,710
Por exemplo, se você quiser classificar um array contendo os números

8
00:00:18,710 --> 00:00:23,060
[3, 5, 2, 9], uma implementação correta de Bubble Sort voltaria a

9
00:00:23,060 --> 00:00:26,260
array ordenado [2, 3, 5, 9], em ordem crescente.

10
00:00:26,260 --> 00:00:28,850
Agora, eu vou explicar em pseudocódigo como o algoritmo funciona.

11
00:00:28,850 --> 00:00:34,000
>> Vamos dizer que estamos ordenar uma lista de 5 números inteiros - 3, 2, 9, 6 e 5.

12
00:00:34,000 --> 00:00:37,650
O algoritmo começa por olhar para os dois primeiros elementos, 3 e 2,

13
00:00:37,650 --> 00:00:40,850
e verificar se eles estão fora de ordem em relação ao outro.

14
00:00:40,850 --> 00:00:43,150
Eles são - 3 é maior do que 2.

15
00:00:43,150 --> 00:00:45,190
Para estar em ordem ascendente, que deve ser o contrário.

16
00:00:45,190 --> 00:00:46,610
Então, nós trocá-los.

17
00:00:46,610 --> 00:00:49,760
Agora, a lista fica assim: [2, 3, 9, 6, 5].

18
00:00:49,760 --> 00:00:52,450
>> Em seguida, olhamos para os segundo e terceiro elementos, 3 e 9.

19
00:00:52,450 --> 00:00:55,770
Eles estão na ordem correta em relação ao outro.

20
00:00:55,770 --> 00:00:58,800
Isto é, 3 é inferior a 9 de modo que o algoritmo não trocá-las.

21
00:00:58,800 --> 00:01:01,900
Em seguida, olhamos para 9 e 6. Eles estão fora de ordem.

22
00:01:01,900 --> 00:01:04,260
>> Então, precisamos trocá-los, porque 9 é maior que 6.

23
00:01:04,260 --> 00:01:08,840
Por fim, olhar para os últimos dois números inteiros, 9 e 5.

24
00:01:08,840 --> 00:01:10,850
Eles estão fora de ordem, então eles devem ser trocados.

25
00:01:10,850 --> 00:01:13,360
Após a primeira passagem completa através da lista,

26
00:01:13,360 --> 00:01:17,140
parece que esta: [2, 3, 6, 5, 9].

27
00:01:17,140 --> 00:01:19,690
Não é mau. É quase classificados.

28
00:01:19,690 --> 00:01:22,450
Mas precisamos percorrer a lista novamente para obtê-lo completamente classificados.

29
00:01:22,450 --> 00:01:29,250
Dois é menor que 3, de modo que não trocá-los.

30
00:01:29,250 --> 00:01:31,700
>> Três é menor que 6, de modo que não trocá-los.

31
00:01:31,700 --> 00:01:35,500
Seis é maior do que 5. Trocamos.

32
00:01:35,500 --> 00:01:38,460
Seis é menor que 9. Nós não trocar.

33
00:01:38,460 --> 00:01:42,170
Após a segunda passagem, parece que este: [2, 3, 5, 6, 9]. Perfeito.

34
00:01:42,170 --> 00:01:44,680
Agora, vamos escrever em pseudocódigo.

35
00:01:44,680 --> 00:01:48,450
Basicamente, para cada elemento da lista, temos de olhar para ele

36
00:01:48,450 --> 00:01:50,060
eo elemento diretamente à sua direita.

37
00:01:50,060 --> 00:01:53,420
Se eles estão fora de ordem em relação ao outro - isto é, se o elemento do lado esquerdo

38
00:01:53,420 --> 00:01:56,810
é maior que o da direita - devemos trocar os dois elementos.

39
00:01:56,810 --> 00:02:01,270
>> Fazemos isso para cada elemento da lista, e nós fizemos uma passagem.

40
00:02:01,270 --> 00:02:05,160
Agora só temos de fazer as vezes de passagem através suficientes para assegurar a lista

41
00:02:05,160 --> 00:02:06,480
é totalmente, devidamente classificados.

42
00:02:06,480 --> 00:02:08,889
Mas quantas vezes temos que passar a lista para

43
00:02:08,889 --> 00:02:10,400
garantir que estamos a fazer?

44
00:02:10,400 --> 00:02:14,730
Bem, o pior cenário é se temos uma lista completamente para trás.

45
00:02:14,730 --> 00:02:17,840
Em seguida, ele recebe um número de repasses igual ao número

46
00:02:17,840 --> 00:02:19,730
de elementos n-1.

47
00:02:19,730 --> 00:02:24,720
Se isso não faz sentido intuitivamente, pense em um caso simples - a lista [2, 1].

48
00:02:24,720 --> 00:02:28,430
>> Isso vai levar uma passagem para classificar corretamente.

49
00:02:28,430 --> 00:02:33,060
[3, 2, 1] - O pior caso é que, com 3 elementos ordenados para trás,

50
00:02:33,060 --> 00:02:34,830
que vai levar 2 iterações para classificar.

51
00:02:34,830 --> 00:02:37,980
Depois de uma iteração, é [2, 1, 3].

52
00:02:37,980 --> 00:02:39,550
Os rendimentos segundo a matriz classificada [1, 2, 3].

53
00:02:39,550 --> 00:02:43,350
Então você sabe que nunca tem que ir através da matriz, em geral,

54
00:02:43,350 --> 00:02:46,790
mais do que n-1 vezes, onde n é o número de elementos na matriz.

55
00:02:47,090 --> 00:02:50,470
É chamado Bubble Sort porque as maiores elementos tendem a "bolha-up '

56
00:02:50,470 --> 00:02:51,950
para a direita muito rapidamente.

57
00:02:51,950 --> 00:02:53,980
De fato, este algoritmo tem um comportamento muito interessante.

58
00:02:53,980 --> 00:02:57,410
>> Depois de iterações m através de toda a matriz,

59
00:02:57,410 --> 00:02:59,000
os elementos mais à direita m são garantidos

60
00:02:59,000 --> 00:03:01,000
para ser classificado em seu lugar correto.

61
00:03:01,000 --> 00:03:02,280
Se você quer ver isso por si mesmo,

62
00:03:02,280 --> 00:03:05,500
podemos experimentá-lo em uma lista completamente para trás [9, 6, 5, 3, 2].

63
00:03:05,500 --> 00:03:08,220
Depois de uma passagem pela lista inteira,

64
00:03:08,220 --> 00:03:09,220
[Som da escrita]

65
00:03:09,220 --> 00:03:18,790
[6, 9, 5, 3, 2], [6, 5, 9, 3, 2], [6, 5, 3, 9, 2], [6, 5, 3, 2, 9]

66
00:03:18,790 --> 00:03:21,250
o elemento mais à direita 9 está em seu devido lugar.

67
00:03:21,250 --> 00:03:24,760
Após a segunda passagem, a 6 terá 'borbulhou-se' para o

68
00:03:24,760 --> 00:03:26,220
lugar mais à direita segundo.

69
00:03:26,220 --> 00:03:28,840
Os dois elementos à direita - 6 e 9 - estarão em seus lugares corretos

70
00:03:28,840 --> 00:03:30,580
após os dois primeiros repasses.

71
00:03:30,580 --> 00:03:32,590
>> Então, como podemos usar isso para otimizar o algoritmo?

72
00:03:32,590 --> 00:03:34,850
Assim, após uma iteração através da matriz

73
00:03:34,850 --> 00:03:37,690
nós realmente não precisa verificar o elemento mais à direita

74
00:03:37,690 --> 00:03:39,200
porque sabemos que está classificado.

75
00:03:39,200 --> 00:03:43,050
Depois de duas iterações, sabemos com certeza que os dois elementos mais à direita estão no lugar.

76
00:03:43,050 --> 00:03:48,260
Portanto, em geral, após k iterações através de todo o conjunto,

77
00:03:48,260 --> 00:03:51,550
verificando os elementos últimas k é redundante uma vez que sabemos

78
00:03:51,550 --> 00:03:52,360
eles estão no local correto já.

79
00:03:52,360 --> 00:03:54,870
>> Então, se você está classificando um array de n elementos,

80
00:03:54,870 --> 00:03:57,870
na primeira iteração - você tem de resolver todos os elementos - o primeiro n-0.

81
00:03:57,870 --> 00:04:04,170
Na segunda iteração, você tem que olhar para todos os elementos, mas a última -

82
00:04:04,170 --> 00:04:07,090
o primeiro n-1.

83
00:04:07,090 --> 00:04:10,520
Outra otimização pode ser o de verificar se a lista já está classificado

84
00:04:10,520 --> 00:04:11,710
após cada iteração.

85
00:04:11,710 --> 00:04:13,900
Se já classificados, não precisamos fazer mais alguma iterações

86
00:04:13,900 --> 00:04:15,310
através da lista.

87
00:04:15,310 --> 00:04:16,220
Como podemos fazer isso?

88
00:04:16,220 --> 00:04:19,360
Bem, se não fazemos qualquer troca em uma passagem da lista,

89
00:04:19,360 --> 00:04:22,350
é claro que a lista já estava classificado porque não trocar nada.

90
00:04:22,350 --> 00:04:24,160
Então, nós definitivamente não tem a sorte de novo.

91
00:04:24,160 --> 00:04:27,960
>> Talvez você possa inicializar uma variável bandeira chamada "não classificados" para

92
00:04:27,960 --> 00:04:30,990
false e alterá-lo para verdadeiro se você tem que trocar todos os elementos sobre

93
00:04:30,990 --> 00:04:32,290
uma iteração através da matriz.

94
00:04:32,290 --> 00:04:35,350
Ou do mesmo modo, fazer um contador para contar quantos swaps você faz

95
00:04:35,350 --> 00:04:37,040
em qualquer dada iteração.

96
00:04:37,040 --> 00:04:40,040
No fim de cada iteração, se não trocar qualquer um dos elementos,

97
00:04:40,040 --> 00:04:41,780
você sabe que a lista já está classificado e está feito.

98
00:04:41,780 --> 00:04:44,090
Ordenar bolha, como algoritmos de ordenação outros, pode ser

99
00:04:44,090 --> 00:04:46,960
tweaked para trabalhar para todos os elementos que têm um método de ordenação.

100
00:04:46,960 --> 00:04:50,610
>> Isto é, dados dois elementos que você tem uma maneira de dizer se o primeiro

101
00:04:50,610 --> 00:04:53,770
é maior do que, igual a ou menor do que o segundo.

102
00:04:53,770 --> 00:04:56,870
Por exemplo, você pode classificar as letras do alfabeto, dizendo

103
00:04:56,870 --> 00:05:00,520
que a <b, b <c, etc

104
00:05:00,520 --> 00:05:03,830
Ou você pode classificar dias da semana onde o Domingo é menos de segunda-feira

105
00:05:03,830 --> 00:05:05,110
que é inferior a terça.

106
00:05:05,110 --> 00:05:09,630
>> Ordenar bolha é de nenhuma maneira um algoritmo de ordenação muito eficiente ou rápido.

107
00:05:09,630 --> 00:05:12,370
Seu tempo de execução do pior caso é Big O de n ²

108
00:05:12,370 --> 00:05:14,810
porque você tem que fazer n iterações através de uma lista

109
00:05:14,810 --> 00:05:18,430
verificação de todos os n elementos cada passagem, nxn = n ².

110
00:05:18,430 --> 00:05:22,730
Este tempo de execução significa que, como o número de elementos que você está classificando aumenta,

111
00:05:22,730 --> 00:05:24,330
o tempo de execução aumenta de forma quadrática.

112
00:05:24,330 --> 00:05:27,330
>> Mas se a eficiência não é uma grande preocupação de seu programa

113
00:05:27,330 --> 00:05:29,550
ou se você está apenas a classificação de um pequeno número de elementos,

114
00:05:29,550 --> 00:05:31,660
você pode encontrar Bubble Sort útil porque

115
00:05:31,660 --> 00:05:33,360
é um dos mais simples algoritmos de ordenação de entender

116
00:05:33,360 --> 00:05:34,250
e codificar.

117
00:05:34,250 --> 00:05:37,270
É também uma ótima maneira de começar a experiência com a tradução de um teórico

118
00:05:37,270 --> 00:05:40,220
algoritmo em código de funcionamento real.

119
00:05:40,220 --> 00:05:43,000
Bem, isso é uma espécie de bolha para você. Obrigado por assistir.

120
00:05:43,000 --> 00:05:44,000
CS50.TV