如何将这段Python排序代码模块化，支持可变次数与输入数据？

先看重构后的可复用代码：

from random import randint

def bubble_sort(arr, print_steps=False):
    n = len(arr)
    sorted_arr = arr.copy()  # 避免修改原输入数组
    
    for i in range(n - 1):
        swapped = False
        # 每轮只比较未排序的前n-1-i个元素
        for j in range(n - 1 - i):
            if sorted_arr[j] > sorted_arr[j + 1]:
                # 交换相邻元素，Python支持直接解包交换，不用temp变量
                sorted_arr[j], sorted_arr[j + 1] = sorted_arr[j + 1], sorted_arr[j]
                swapped = True
                if print_steps:
                    print(f"Step {i*(n-1) + j + 1}: {sorted_arr}")
        # 本轮无交换，说明数组已完全有序，提前结束
        if not swapped:
            break
    return sorted_arr

# 生成任意长度的随机测试数组（这里是4个元素，可修改range参数调整长度）
input_arr = [randint(1, 100) for _ in range(4)]
print("Starting value:", input_arr)

# 调用排序函数，开启步骤打印
sorted_result = bubble_sort(input_arr, print_steps=True)
print("Final sorted result:", sorted_result)

重构思路与逻辑拆解 #

1. 封装为独立函数 #

把排序逻辑封装成bubble_sort函数，核心参数arr接受任意长度的输入数组，print_steps作为可选开关控制是否打印排序过程。这样函数可以反复调用，处理不同的输入数据，符合模块化复用的要求。

2. 适配任意长度输入 #

• 用n = len(arr)动态获取数组长度，替代原代码中硬编码的a[0]、a[1]等固定索引，彻底摆脱只能处理4个元素的限制。
• 内层循环range(n - 1 - i)：每一轮排序后，末尾的i个元素已经是有序的最大值，所以下一轮不需要再比较这些元素，减少不必要的遍历次数。

3. 动态控制遍历次数 #

• 外层循环最多执行n-1次（因为每轮至少确定一个元素的最终位置），但加入swapped标记后，如果某一轮没有发生任何元素交换，说明数组已经完全有序，直接跳出循环，避免无效遍历，优化了原代码的低效问题。
• 原代码的passed变量逻辑存在缺陷（每次比较都会累加，可能导致错误提前终止），swapped标记则能准确判断数组是否有序。

4. 细节优化 #

• 用Python的解包交换替代原代码的temp变量，简化交换逻辑。
• 复制原数组进行排序，避免修改输入的原数组，减少函数副作用，让函数的行为更可预测。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nick