Ordenamiento de Burbuja en Python

Ejemplo de ordenación burbuja Python: Recorrido paso a paso

Para comprender mejor el algoritmo de ordenación por burbujas de Python, veamos un ejemplo detallado paso a paso, tomando como entrada una lista sin ordenar.

Considera la siguiente lista como entrada:

• 5
• 1
• 4
• 2
• 8

Ahora recorreremos los pasos que sigue el algoritmo de ordenación burbuja para ordenar esta lista en orden ascendente:

1. Compara los dos primeros elementos (5 y 1). Como 5 > 1, intercámbialos: 1, 5, 4, 2, 8 2. Pasa a la siguiente pareja (5 y 4). Intercámbialos ya que 5 > 4: 1, 4, 5, 2, 8 3. Continúa el proceso con la siguiente pareja (5 y 2) e intercámbialos: 1, 4, 2, 5, 8 4. Continúa con la siguiente pareja (5 y 8). Como 5 < 8, no es necesario intercambiarlos. Como se ha realizado una pasada entera sin necesidad de intercambios, la lista se considera ordenada y el algoritmo termina.

Aquí tienes una implementación en código Python del algoritmo de ordenación burbuja:

def ordenar_burbuja(arr): n = len(arr) for i in range(n): for j in range(0, n - i - 1): if arr[j] > arr[j + 1]: arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j] arr = [5, 1, 4, 2, 8] ordenar_burbuja(arr) print("La matriz ordenada es:", arr)

Implementación de la ordenación burbuja en Python

La implementación básica del algoritmo de ordenación por burbujas de Python puede conseguirse utilizando una función, como "bubble_sort", que toma una lista como argumento y realiza el proceso de ordenación mediante bucles anidados. El bucle exterior recorre todos los elementos de la lista, mientras que el bucle interior compara los elementos adyacentes y los intercambia si están desordenados. El rango del bucle interno disminuye en cada iteración para evitar que se comparen los elementos ordenados.

Aquí tienes un ejemplo de código Python que muestra la implementación básica de la ordenación burbuja:

def ordenar_burbuja(arr): n = len(arr) for i in range(n): for j in range(0, n - i - 1): if arr[j] > arr[j + 1]: arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j] arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90] ordenar_burbuja(arr) print("La matriz ordenada es:", arr

• Define una función llamada 'bubble_sort' que tome una lista 'arr' como entrada.
• Calcula la longitud de la lista (n) utilizando la función 'len'.
• Utiliza un bucle "for" para recorrer todos los elementos de la lista (bucle externo).
• Utilizando un bucle 'for' anidado (bucle interno), recorre los elementos restantes sin ordenar y compara los pares adyacentes.
• Si el elemento actual (arr[j]) es mayor que el elemento situado a su derecha (arr[j+1]), intercámbialos mediante la operación "intercambio".
• Cuando terminan de ejecutarse los bucles, se imprime la lista ordenada 'arr'.

Algoritmo de ordenación burbuja Python: Versión optimizada

Una versión optimizada del algoritmo de ordenación burbuja mejora su rendimiento, especialmente para listas parcialmente ordenadas o casi ordenadas. Esta optimización puede conseguirse añadiendo una variable que controle si se han producido intercambios durante una iteración. Si no hay intercambios, el algoritmo termina, porque la lista ya está ordenada. Esta terminación anticipada puede ahorrar mucho tiempo en algunos casos.

A continuación se muestra el código Python de la versión optimizada de la ordenación burbuja:

def orden_burbuja_optimizada(arr): n = len(arr) for i in range(n): intercambiado = Falso for j in range(0, n - i - 1): if arr[j] > arr[j + 1]: arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j] intercambiado = Verdadero if no intercambiado:
            break arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90] optimised_bubble_sort(arr) print("La matriz ordenada es:", arr)

• Introduce una variable "intercambiada" antes del bucle interno para realizar un seguimiento de los intercambios realizados durante cada iteración del bucle externo.
• Establece 'swapped' en 'True' dentro del bucle interno siempre que se realice un intercambio.
• Después de cada iteración del bucle interno, comprueba el valor de "intercambiado". Si sigue siendo "Falso", significa que no se ha realizado ningún intercambio, lo que indica que la lista ya está ordenada y el algoritmo puede terminar antes.

Tanto la implementación básica como la optimizada permiten comprender el algoritmo de ordenación burbuja en Python. Utilizándolas eficazmente en diversos escenarios, puedes optimizar tu código y conseguir un mejor rendimiento al ordenar elementos de tus listas o matrices.

Aplicaciones de la ordenación por burbujas en Python

El algoritmo de Ordenación por Burbujas de Python se implementa habitualmente en diversos escenarios de programación y de la vida real por su simplicidad, facilidad de implementación y comprensión. En esta sección, tratamos algunos casos de uso en los que la ordenación por burbujas puede utilizarse eficazmente para ordenar distintos tipos de datos, como cadenas, y aplicaciones prácticas en informática.

Ordenación por burbujas Orden alfabético Python: Ordenar cadenas

La ordenación burbuja no se limita a ordenar valores numéricos, también puede emplearse para ordenar cadenas por orden alfabético. Esto requiere la comparación de dos elementos de cadena para determinar la secuencia correcta. Comparando los valores Unicode de los caracteres de cada cadena, la ordenación por burbujas puede ordenar las cadenas por orden alfabético.

Aquí tienes un recorrido detallado del proceso:

1. Convierte cada elemento de la cadena en un carácter de referencia, a menudo el primer carácter de la cadena.
2. Compara el valor Unicode de estos caracteres de referencia para decidir el orden de las dos cadenas.
3. Intercambia las cadenas si se encuentran en el orden incorrecto según sus caracteres de referencia.
4. Recorre la lista de cadenas, ordenando e intercambiando repetidamente hasta que toda la lista esté ordenada alfabéticamente.

Un ejemplo de implementación de código Python para ordenar una lista de cadenas sería el siguiente:

def burbuja_ordenar_cadenas(arr): n = len(arr) for i in range(n): for j in range(0, n - i - 1): if arr[j] > arr[j + 1]:
                arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j] string_list = ["plátano", "manzana", "naranja", "uva", "cereza"] bubble_sort_strings(string_list) print("Lista ordenada alfabéticamente:", string_list)

Con la implementación anterior, la lista de cadenas de entrada se ordena alfabéticamente en función de su comparación de caracteres de referencia, que en este caso es su primer carácter.

Casos prácticos de uso de Python Bubble Sort en Informática

Aunque la Ordenación por Burbujas de Python tiene sus limitaciones en términos de complejidad y eficiencia, sigue siendo una técnica de ordenación popular en diversas aplicaciones prácticas en las que la simplicidad y la facilidad de implementación son más importantes, especialmente en los siguientes casos:

1. Propósitos educativos: La Ordenación por Burbujas sirve como técnica introductoria para enseñar algoritmos de ordenación a principiantes, ya que es fácil de comprender e implementar en comparación con algoritmos más complejos como la Ordenación por Fusión y la Ordenación Rápida.

2. Conjuntos de datos pequeños: Con conjuntos de datos pequeños, la sencillez de la ordenación por burbujas y la capacidad de ordenación in situ pueden compensar sus inconvenientes de rendimiento, lo que la convierte en una opción adecuada para ordenar cantidades relativamente pequeñas de datos.

3. Conjuntos de datos casi ordenados: Cuando se aplica a una lista que ya está parcialmente ordenada, la versión optimizada del algoritmo de ordenación por burbujas puede terminar antes de tiempo, lo que lo hace eficaz en determinados casos en los que los datos ya están casi ordenados.

4. Aplicaciones en entornos restringidos: En algunos casos, los recursos informáticos y la memoria pueden ser limitados, y utilizar algoritmos más complejos puede no ser factible. En esos entornos restringidos, la ordenación por burbujas puede ser una alternativa valiosa.

En resumen, la Ordenación por Burbujas de Python es útil para aplicaciones específicas en las que la simplicidad, la facilidad de implementación y el potencial educativo tienen prioridad sobre la complejidad temporal. Aunque otros algoritmos de ordenación son más eficaces para grandes conjuntos de datos o estructuras de datos complejas, la ordenación por burbujas sigue siendo una solución práctica en algunos casos, especialmente para los principiantes en informática y en entornos informáticos con limitaciones.