¿Es posible implementar un algoritmo de ordenamiento que no utilice memoria adicional para almacenar datos intermedios?

Sí, existen algoritmos de ordenamiento que no utilizan memoria adicional para almacenar datos intermedios, y se llaman algoritmos in-place.

Ejemplos de estos algoritmos:

• Ordenamiento de burbuja (Bubble Sort)
• Ordenamiento por inserción (Insertion Sort)
• Ordenamiento por selección (Selection Sort)
• Ordenamiento rápido (Quick Sort) — con una implementación cuidadosa
• Ordenamiento por montículo (Heap Sort)

Estos algoritmos cambian el orden de los elementos directamente en el array original, sin asignar memoria adicional para copias o estructuras auxiliares.

Ejemplo de ordenamiento rápido in-place en 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;
}

De esta forma, los ordenamientos in-place permiten ahorrar memoria, aunque a veces pueden ser menos rápidos o menos estables que los algoritmos que utilizan memoria adicional.