Ist es möglich, einen Sortieralgorithmus zu implementieren, der keinen zusätzlichen Speicher für Zwischendaten verwendet?

Ja, es gibt Sortieralgorithmen, die keinen zusätzlichen Speicher für Zwischendaten verwenden — sie werden in-place-Algorithmen genannt.

Beispiele solcher Algorithmen:

• Bubblesort (Blasensortierung)
• Insertionsort (Einfügesortierung)
• Selection Sort (Auswahl-Sortierung)
• Quicksort (Schnellsortierung) — bei sorgfältiger Implementierung
• Heapsort (Hauptsortierung)

Diese Algorithmen ändern die Reihenfolge der Elemente direkt im ursprünglichen Array, ohne zusätzlichen Speicher für Kopien oder Hilfsstrukturen zu reservieren.

Beispiel für in-place Quicksort in Java:

public void quickSort(int[] arr, int low, int high) {
    if (low < high) {
        int pi = partition(arr, low, high);
        quickSort(arr, low, pi - 1);
        quickSort(arr, pi + 1, high);
    }
}

private int partition(int[] arr, int low, int high) {
    int pivot = arr[high];
    int i = low - 1;
    for (int j = low; j < high; j++) {
        if (arr[j] <= pivot) {
            i++;
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = temp;
        }
    }
    int temp = arr[i + 1];
    arr[i + 1] = arr[high];
    arr[high] = temp;
    return i + 1;
}

Auf diese Weise ermöglichen in-place Sortierungen die Einsparung von Speicher, können aber manchmal langsamer oder weniger stabil sein als Sortierungen, die zusätzlichen Speicher verwenden.