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「鸡尾酒排序」不会?每天一遍,排序再见【超详细】

🌟 前言

大家好,我是Edison😎

之前有写过一篇关于「冒泡排序」的文章;

但是冒泡排序的实现仍然不是最优,有一种排序算法叫做 「鸡尾酒排序」

鸡尾酒排序是基于冒泡排序的一种升级;

今天这篇文章就是关于 「鸡尾酒排序」 的详细介绍;

Let‘s get it!

🛫送所有正在努力的大家一句话:你不一定逆风翻盘,但一定要向阳而生🌅

🔥热榜必看文章:室友打一把王者就学会了冒泡排序算法


在这里插入图片描述


文章目录


1. 基本思想

鸡尾酒排序又叫「快乐小时排序」;它基于冒泡排序做了一点小小优化;

让我们首先来回顾一下冒泡排序的思想:

冒泡排序的每⼀个元素都可以像⼩⽓泡⼀样,根据⾃⾝⼤⼩,⼀点⼀点地向着数组的⼀侧移动。

算法的每⼀轮都是从左到右来⽐较元素, 进⾏单向的位置交换的 。

那么鸡尾酒排序做了怎样的优化呢?

鸡尾酒排序的元素比较和交换过程是双向

2. 图解示例

让我们来举一个栗子:

有8个数组成一个无序数列:2,3,4,5,6,7,8,1,希望从小到大排序。

如果按照冒泡排序的思想,排序的过程是什么样呢?

image-20211224090510007

🍑 冒泡过程

第一轮结果(8和1交换)

image-20211224090558030

第二轮结果(7和1交换)

image-20211224090620073

第三轮结果(6和1交换)

image-20211224090645701

第四轮结果(5和1交换)

image-20211224090717023

第五轮结果(4和1交换)

image-20211224090741105

第六轮结果(3和1交换)

image-20211224090801714

第七轮结果(2和1交换)

image-20211224090817520

那么冒泡排序有什么问题呢???

由上面可以看出,从2到8已经是有序了。只有元素1的位置不对,却还要进行7轮排序,太麻烦了吧?

那我们的鸡尾酒排序正是要解决这种问题,让我们来看一看鸡尾酒排序的过程吧。

🍑 鸡尾酒过程

鸡尾酒排序是什么样子呢?让我们来看一看详细过程:

第一轮(和冒泡排序一样,8和1交换)

image-20211224091105234

第二轮

此时开始不一样了,我们反过来从右往左比较和交换:

8已经处于有序区,我们忽略掉8让1和7比较元素1小于7,所以1和7交换位置:

image-20211224091143979

image-20211224091151045

接下来1和6比较元素1小于6,所以1和6交换位置:

image-20211224091216241

image-20211224091223856

接下来1和5比较元素1小于5,所以1和5交换位置:

image-20211224091246323

image-20211224091258796

接下来1和4交换1和3交换1和2交换,最终成为了下面的结果:

image-20211224091320102

第三轮

虽然已经有序,但是流程并没有结束;

1和2比较,位置不变;2和3比较,位置不变;3和4比较,位置不变…6和7比较,位置不变;

没有元素位置交换,证明已经有序,排序结束。

这就是鸡尾酒排序的思路。

排序过程就像大摆锤一样,第一轮从左到右第二轮从右到左第三轮再从左到右

3. 动图演示

我们先来看个「鸡尾酒排序」的动图吧

img
刚刚的「鸡尾酒排序」过程,我们也可以用动图演示👇

第一轮操作( 8 和 1 交换 )

img

第二轮操作 ( 从序列右边开始遍历 )

img

第三轮操作 ( 从左向右比较和交换 )

img

4. 代码实现

📃 代码示例

voidCocktail_Sort(int arr[],int sz){int tmp =0;int left =0;int right = sz -1;for(int i =0; i < sz /2; i++){//有序标记,每一轮的初始是trueint flag =1;//奇数轮,从左向右比较和交换for(int j =0; j < sz - i -1; j++){if(arr[j]> arr[j +1]){
                tmp = arr[j];
                arr[j]= arr[j +1];
                arr[j +1]= tmp;//有元素交换,所以不是有序,标记变为0
                flag =0;}}if(flag)break;//偶数轮之前,重新标记为1
        flag =1;//偶数轮,从右向左比较和交换for(int j = sz - i -1; j > i; j--){if(arr[j]< arr[j -1]){
                tmp = arr[j];
                arr[j]= arr[j -1];
                arr[j -1]= tmp;//有元素交换,所以不是有序,标记变为0
                flag =0;}}if(flag)break;}}voidCocktail_Show(int arr[],int sz){int i =0;for(i =0; i < sz; i++){printf("%d ", arr[i]);}printf("\n");}intmain(){int arr[]={2,3,4,5,6,7,8,1};int sz =sizeof(arr)/sizeof(int);printf("排序前:");Cocktail_Show(arr, sz);//打印排序函数Cocktail_Sort(arr, sz);//排序函数printf("排序后:");Cocktail_Show(arr, sz);return0;}

这段代码是鸡尾酒排序的原始实现。

代码外层的大循环控制着所有排序回合,大循环内包含两个小循环;

第一个循环从左向右比较并交换元素,第二个循环从右向左比较并交换元素。

5. 代码优化

上次介绍冒泡排序的时候,有一种针对有序区间的优化,那么我们的鸡尾酒排序也可以根据这个思路来进行优化;

让我们来回顾一下冒泡排序针对有序区的优化思路:

原始的冒泡排序,有序区的长度和排序的轮数是相等的。

比如第一轮排序过后的有序区长度是1,第二轮排序过后的有序区长度是2 …

要想优化,我们可以在每一轮排序的最后,记录下最后一次元素交换的位置,那个位置也就是无序数列的边界,再往后就是有序区了。

对于单向的冒泡排序,我们需要设置一个边界值;

对于双向的鸡尾酒排序,我们需要设置两个边界值。请看代码:

voidCocktail_Sort(int arr[],int sz){int tmp =0;//无序数列的左边界,每次比较只需要比到这里为止int leftBorder =0;//无序数列的右边界,每次比较只需要比到这里为止int rightBorder = sz -1;//记录右侧最后一次交换的位置int lastRightExchange =0;//记录左侧最后一次交换的位置int lastLeftExchange =0;for(int i =0; i < sz /2; i++){//有序标记,每一轮的初始是trueint flag =1;//奇数轮,从左向右比较和交换for(int j = leftBorder; j < rightBorder; j++){if(arr[j]> arr[j +1]){
                tmp = arr[j];
                arr[j]= arr[j +1];
                arr[j +1]= tmp;//有元素交换,所以不是有序,标记变为0
                flag =0;
                lastRightExchange = j;}}

        rightBorder = lastRightExchange;if(flag)break;//偶数轮之前,重新标记为1
        flag =1;//偶数轮,从右向左比较和交换for(int j = rightBorder; j > leftBorder; j--){if(arr[j]< arr[j -1]){
                tmp = arr[j];
                arr[j]= arr[j -1];
                arr[j -1]= tmp;//有元素交换,所以不是有序,标记变为0
                flag =0;
                lastLeftExchange = j;}}
        leftBorder = lastLeftExchange;if(flag)break;}}

代码解释👇

代码中使用了左右两个边界值,

rightSortBorder

代表右边界,

leftSortBorder

代表左边界。

比较交换元素时,奇数轮

leftSortBorder

遍历到

rightSortBorder

位置;

偶数轮

rightSortBorder

遍历到

leftSortBorder

位置。

6. 特性总结

时间复杂度:同冒泡排序,为

     O
    
    
     (
    
    
     n
    
    
     ²
    
    
     )
    
   
   
    O(n²)
   
  
 O(n²)

空间复杂度:同冒泡排序,为

     O
    
    
     (
    
    
     1
    
    
     )
    
   
   
    O(1)
   
  
 O(1)

优点:能够在特定的条件下,减少排序的回合数;

缺点:代码量几乎扩大了一倍;

适用场景:大部分元素已经是有序的情况下,使用「鸡尾酒排序」会更好;

总结

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本文转载自: https://blog.csdn.net/m0_63325890/article/details/122122400
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