Медленно и подробно: сортировка пузырьком

Разложим решение на шаги и объясним, что происходит на каждом из них.

Задача

Отсортировать список чисел по возрастанию простейшим алгоритмом — сортировкой пузырьком.

Решение

def bubble_sort(arr: list[int]) -> list[int]:
    a = arr[:]
    n = len(a)
    for i in range(n):
        for j in range(n - 1 - i):
            if a[j] > a[j + 1]:
                a[j], a[j + 1] = a[j + 1], a[j]
    return a


print(bubble_sort([5, 1, 4, 2, 8]))

Как это работает

На каждом проходе самое большое из оставшихся элементов «всплывает» в конец. Внутренний цикл сокращается на i, ведь хвост уже отсортирован.

Пример работы

[1, 2, 4, 5, 8]

Сложность

O(n²) по времени, O(1) по памяти (без учёта копии).

Разбор по шагам

1. Шаг 1. Входные данные. Проверяем, что приходит в функцию, и какие значения считаются корректными. 2. Шаг 2. Основной цикл. Именно здесь происходит вся работа; следим за изменениями переменных на каждой итерации. 3. Шаг 3. Результат. Убеждаемся, что возвращаемое значение соответствует условию задачи, включая крайние случаи.

Когда каждый шаг понятен, доработка решения перестаёт быть лотереей.