Algorithm 在Prolog中理解这个冒泡排序解决方案

这个冒泡排序解决方案在Prolog中是如何工作的

bubblesort([], []).
bubblesort([H], [H]).
bubblesort([H|D], R) :-
    bubblesort(D, E),
    [B|G] = E,
    (  (H =< B, R = [H|E])
    ;  (H > B,  bubblesort([B,H|G], R))
    ).

bubblesort（[]，[]）。
气泡运动（[H]，[H]）。
气泡运动（[H | D]，R）：-
泡泡运动（D，E），
[B | G]=E，
（（H=B，气泡运动（[B，H | G]，R））
).

以下是一个跟踪示例：

---

我知道bubblesort（D，E）这行负责将其排序为一个元素，但我不明白它是如何工作的。我了解prolog中列表的基本知识，但仍然无法理解此解决方案是如何运行的。

此代码的主要困难在于选择了错误的变量名，这使得逻辑难以遵循

前两个案例显然是基本案例。第一个说“空列表已排序”，第二个说“单例列表已排序”。这应该是有意义的。第三种情况是事情变得有趣

让我们检查第一部分

bubblesort([H|D], R) :-
    bubblesort(D, E),

到目前为止所发生的一切是，我们将结果命名为

R

，并将输入分解为第一个元素

H

和一个尾部

D

。在这里，我们已经说过，让我们冒泡排序输入的尾部，并将其称为

E

。也许这会更容易理解

bubblesort([H|T], Result) :-
    bubblesort(T, TSorted),

接下来,

    [B|G] = E,

同样，名称不好，但作者在这里打算做的事情很简单：分解尾部排序的结果，这样我们就可以讨论排序尾部中的下一项是否是该位置的正确元素，或者它是否需要与输入的头部交换位置。让我们重新命名：

    [HeadOfTSorted|RestOfTSorted] = TSorted,

现在我们有一个条件。可以将其看作是在排序列表中的前缀。假设你有一些元素，比如3，我给你一个排序列表。你要确定你的3是在前面还是在其他地方。好吧，假设我给你一个排序列表，看起来像[5,7,19,23，…]。你会知道你的3就在它需要的地方，你会把[3,5,7,19,23，…]还给它。这正是这种情况的第一种情况：

    (  (H =< HeadOfTSorted, Result = [H|TSorted])

    ;  (H > HeadOfTSorted,  bubblesort([HeadOfTSorted,H|RestOfTSorted], R))
    ).

希望这有帮助

注意：递归问题解决的关键是不要考虑代码操作的细节。假设你已经有了解决方案，然后用它来解决一个较小的子问题，从而得到完整问题的解决方案

---

您的代码中包含了更具启发性的变量名，因此我可以理解如下内容：

bubblesort（[]，[]）。%空列表已排序
气泡运动（[H]，[H]）。%单例列表已排序
气泡排序（[H | T]，S）：-%`[H | T]`排序为'S'，*如果*
bubblesort（T[M|R]），%T`排序为`[M|R]`，*和*
（**）或*，
H=M%，如果“H”大于“M”，
bubblesort（[M，H | R]，S）%`S`是按相同算法排序的`[M，H | R]`
).

（

H

表示“头部”；

T

表示“尾部”；

S

表示“已排序”；

R

表示“剩余”；

M

表示“最小值”——见下文）

我们用实例证明了它的正确性。归纳假设（IH）是该定义对于较短的列表是正确的。我们需要证明它对于更长的列表也是正确的。实际上，

T

比

[H | T]

短一个元素。因此，IH表示

[M | R]

已排序。这意味着

M

是

T

中的最小元素。它还意味着

T

是非空的（排序不会改变元素的数量），因此子句确实是互斥的

如果

H

不大于

T

中的最小元素，则

[H，M | R]

显然已排序

否则，我们排序

[M，H | R]

M

是最小元素，因此保证是结果中的第一个元素。实际排序的是

[H | R]

，它比原来短一个元素，因此通过IH排序，它可以工作QED

如果最后一步听起来有点可疑，考虑用等价的

替换第二个备选方案。

；H>M%，如果“H”大于“M”，
泡泡排序（[H | R]，S1），%%S1`是按相同算法排序的`[H | R]`
S=[M | S1]
).

其中感应步骤的适用性更为明确

但我不太确定这是不是一个好主意

---

更新：事实上，它的推断数增加为~n3（或更慢），但真正的气泡排序记录为~n2.1（接近理论~n2），其中n是列表的长度：

tbs（[]，[]）。%真“气泡排序”
tbs（[H]，[H]）。
tbs（L，S）：-气泡（L，B），
（L==B->S=L；tbs（B，S））。
气泡（[]，[]）。
气泡（[A]，[A]）。
气泡（[A，B | C]，R）：-
（A=气泡（[B | C]，X），R=[A | X]
气泡（[A | C]，X），R=[B | X]）。

我重命名了它们，只是为了能够按照代码进行操作。即使只有一个字母的名字也可能是暗示性的：H，T（对于通常的[H | T]），S（“排序”）而不是R，去掉E，用[M | R]替换[B | G]（“最小值”；“剩余值”）。那么它是可读的。也许它们在其他语言中是有意义的（比如在英语中，而不是在英语中——此外，简短的var名称应该总是在它们的介绍中用完整的预期名称@OP进行注释）。不过，我不太确定它是否属于泡沫类型。：）@我同意，我认为这是插入式的。我怀疑比那更糟。插入按特殊、高效的步骤对插入进行排序。这个算法做了很多工作，看起来像。@WillNess可能，但是所有的N^2排序都做了很多工作。当然，在文献中，他们谈论的是随机存取和O（1）交换的数组，这不是我们使用链表的生活它是