初心者：文字の入れ替え方法。認識の確認

Question

前提・実現したいこと

main関数で最初のswitch文に入り、
case1の時に入れ替えを行うことは理解できたのですが、
最初のcase1の中で
後ろのほうから比較していかないといけないのはなぜでしょうか？
例えば
70 50 100 20 とあった時、入れ替えを以下のコードだけで行うと
「50 70 20 100」となるのは理解できます。

（省略）
int num1 = data.compare(i - 1, i);
           switch (num1) {
               case 1:
                   //入れ替える
                   data.exchange(i - 1, i);
               default:
                   break;
           }
（省略）

そのため後ろのほうから
100　と　20 を　比較→　20 100
20　と　70 を　比較→　20 70
20　と　50 を　比較→　20 50
となって「20 50 70 100」としなければならない理由もわかります。
ですが、case1のなかでしなければならない理由はなんでしょうか？
以下のコードでもよさそうと思ってしまうのですが…

for (int i = 1; i < 100; i++) {
           int num1 = data.compare(i - 1, i);
           switch (num1) {
               case 1:
                   //入れ替える
                   data.exchange(i - 1, i);                           
               default:
                   break;
           }
           for (int n = i; n > 0; n--) {
               int num2 = data.compare(n - 1, n);
               switch (num2) {
                   case 1:
                     data.exchange(n - 1, n);
                   default:
                     break;
               }
           }
       }

49,50あたりから何か必要そうになるのは分かるのですが
これが1000とかになるとどうしても考えられなくなります。
みなさんはどのように考えておりますか？

該当のソースコード

public class Change {
   public static void main(String[] args) {
       ListManager data = new ListManager();
       for (int i = 1; i < 100; i++) {
           /*
           signumに渡した数値によって以下の値が返ります。
　          引数がゼロより大きい場合 ⇒1
　          引数がゼロの場合 ⇒0
　          引数がゼロより小さい場合 ⇒-1
            */
           int num1 = data.compare(i - 1, i);
           switch (num1) {
               case 1:
                   //入れ替える
                   data.exchange(i - 1, i);
                   //後ろから入れ替えていく
                   for (int n = i; n > 0; n--) {
                       int num2 = data.compare(n - 1, n);
                       switch (num2) {
                           case 1:
                               data.exchange(n - 1, n);
                           default:
                               break;
                       }
                   }
               default:
                   break;
           }
       }
       data.checkResult();
   }
}

public class ListManager {
   private int[] dataList;
   private int compareCount;
   private int exchangeCount;
   public ListManager() {
       // データをランダムに作成する
       Random random = new Random();
       dataList = new int[100];
       for (int i = 0; i < dataList.length; i++) {
           dataList[i] = random.nextInt(10000);
       }
   }
   /**
    * 2つのデータを比較
    *
    * @param index1
    * @param index2
    * @return -1:index1のデータが小さい, 1:index2のデータが小さい, 0:同じデータ
    */
   public int compare(int index1, int index2) {
       compareCount++;
       return (int) Math.signum(dataList[index1] - dataList[index2]);
   }
   /**
    * 2つのデータを入れ替え
    *
    * @param index1
    * @param index2
    */
   public void exchange(int index1, int index2) {
       exchangeCount++;
       int tmp = dataList[index1];
       dataList[index1] = dataList[index2];
       dataList[index2] = tmp;
   }
   /**
    * ソートチェック
    */
   public void checkResult() {
       int data = dataList[0];
       for (int i = 1; i < dataList.length; i++) {
           if (data > dataList[i]) {
               throw new RuntimeException("ソートされていない: [" + (i - 1) + "]=" + data + ", [" + i + "]=" + dataList[i]);
           }
           data = dataList[i];
       }
       System.out.println("ソートOK: 比較=" + compareCount + ", 入れ替え=" + exchangeCount);
   }

Comments

[m.ts10806]

>初心者：

「初心者アイコン」を質問につけられるのでわざわざ書く必要はありません

Answer 1

1回目のswitchで入れ替えが起こらなかった場合、その時点で見ているインデックス以前は正しく昇順に並んでいることが確定します。つまり、改めて調べる必要がありません。
あなたのコードの場合、1回目のswitchで入れ替えが起ころうが起こらなかろうが、そのインデックス以前の並びをチェックしているため、無駄です。以前の並びをチェックするのは、入れ替えが起こったときだけで十分です。