バブルソートと線形探索
プログラミングをしなくては！
python を学ぼうと，学習を始めたのが昨年の春．魔法陣を表示するプログラムを作成した後，約１年半のオサボリ．数日前，Ｃ言語を中心にアルゴリズムから学習を再開したものの，気の利いた python には大抵のことを可能にするメソッド用意されています．プログラミングの機会がありません．
ないのであれば，その機会を作りましょう．ということで，メソッドに頼らずバブルソートと線形探索をする関数を作ってみました．sampleSortSearch.py のファイル名で保存してあります．
import random
def makeData():
data = []
for i in range(50):
data.append(int(101 * random.random()))
return data
def showData(*data):
print("50個のデータ [")
for i in range(5):
for j in range(10):
print(f"{data[10 * i + j]: >4}", end = "")
print("")
print("] があります．")
def bubbleSort(*data):
a = list(data)
for i in range(50):
for j in range(49 - i):
if a[j] > a[j + 1]:
a[j], a[j + 1] = a[j + 1], a[j]
print("このデータを昇順に並べ替えると [")
for i in range(5):
for j in range(10):
print(f"{a[10 * i + j]: >4}", end = "")
print("")
print("] となります．")
def linerSearch(target, *data):
result = []
for i in range(50):
if data[i] == target:
result.append(i)
l = len(result)
if l == 0:
print(target, end = "")
print(" はデータリストの中に見つかりませんでした．")
else:
print(target, end = "")
print(" はデータリストのインデックス ", end = "")
print(result, end = "")
print(" の位置に見つかりました．")
次の４つの関数を書いています．
makeData() は 0 ～ 100 の 50 個の乱数を返します．
showData() は，与えられたリストの 50 個の要素を 10 × 5 で表示します．
bubbleSort() は，与えられたリストを昇順にバブルソートして表示します．
linerSearch() は，与えられたリスト中に特定の要素があるかを調べます．
難しいものは何も使っていませんが，新たに気付いた部分や叱られた部分などを解説します．
import random と random()
関数 random() は，Javascript の random() と同じく，0 以上 1 未満の乱数を返します．seed も不要です．そのようなこともあり，お気楽に random() と書いたところ叱られました．
実のところ，random() は random ライブラリ中に定義されているのです．したがって，import random が必要ですし，この書き方では random.random() としなければなりません．
python には random 関連の機能が多数用意されているようです．今のところ，私には random() 一つで OK ですが・・・
return data (in makeData())
関数の戻り値として data を返しているだけです．ここでは，data がリスト（配列）であることに注目してください．これは便利です．python はリストを関数の戻り値にすることができるのですね．Ｃ言語がポインタでやり繰りしたものを，python は一行で実現します．
showData(*data)
関数の引数としてリストを渡すことも当然できます．ただし，リストを渡すときには，リスト名の前にアスタリスクを付けなければなりません．
リストを関数に渡す場合，もっと重要なことがあります．上の例で showData(*data) には何の問題も起こりませんでした．
ところが，bubbleSort(*data) でバッチリ叱られました．何を叱られたのかというと，要素を入れ替えようとした部分で「タプルではできない」旨の警告．ナ～ニ～？タプル～？リストだろうが！と怒り心頭に発したのですが・・・．調べてみますと，リストを関数に渡した場合「内部でタプルに変換される」となっていました．
成程ね！リストは弄らず，そのままにして置きたいことがあります．sorted() 関数もリストそのものに変化はありません．そこで
a = list(data)
として，data と同じ構造のリスト a を新たに作り，a の要素をソートしました．data = list(data) でも良いのですが，data を線形探索でも使いたかったので，敢えて別の名前のリストを作りました．
インクリメント，デクリメント演算子が使えない
叱られて初めて知りました．i++，i-- などは使えません．これに関しては i += 1 などと書けば済むことです．全然気になりません．
何分，初めてのこと故，あちらこちらで叱られます．その度にエラーメッセージを読みます．これが，結構英語の勉強になりますねぇ（と強がり）．強がりは兎も角，間違えてミスを指摘され，その指摘を基に検索をかけるとドンピシャで正解が得られます．やはり，実践は強い．何も分からなくても問題ありませんね．
実行結果
In [1]: from sampleSortSearch import *
In [2]: a = makeData(); showData(*a)
50個のデータ [
74 40 67 79 45 60 79 47 23 60
35 36 39 64 59 2 41 70 78 23
6 46 33 43 0 21 5 15 44 5
19 71 14 48 61 50 16 98 54 13
10 41 29 95 95 29 32 10 33 2
] があります．
In [3]: bubbleSort(*a)
このデータを昇順に並べ替えると [
0 2 2 5 5 6 10 10 13 14
15 16 19 21 23 23 29 29 32 33
33 35 36 39 40 41 41 43 44 45
46 47 48 50 54 59 60 60 61 64
67 70 71 74 78 79 79 95 95 98
] となります．
In [4]: linerSearch(60, *a)
60 はデータリストのインデックス [5, 9] の位置に見つかりました．
In [5]: a.index(60)
Out[5]: 5
a.index(60)
In [5]: で実行した a.index(60) は，リストの index() メソッドです．リスト a に 60 という要素が含まれているか？含まれているならばどの位置にあるか？を調べます．探索ですね．Out[5]: 5 ということは，a[5] が 60 ですね．確かにそうですし，linerSearch(60, *a) の結果とも一致しています．ただし，先にある一つしか示しませんが．
python の探索アルゴリズムは，整列のように一種類ではないようです．使うライブラリや探索を行う状況により適切なものを選んでいる，というのが chatGPT 先生の回答でした．