ShakerSort

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Algorithm Gossip: Shaker 排序法 - 改良的气泡排序

说明

请看看之前介绍过的气泡排序法: for(i = 0; i < MAX-1 && flag == 1; i++) { flag = 0; for(j = 0; j < MAX-i-1; j++) { if(number[j+1] < number[j]) { SWAP(number[j+1], number[j]); flag = 1; } } }

事实上这个气泡排序法已经不是单纯的气泡排序了,它使用了旗标与右端左移两个方法来改进排序的效能,而Shaker排序法使用到后面这个观念进一步改良气泡排序法。

解法

在上面的气泡排序法中,交换的动作并不会一直进行至阵列的最后一个,而是会进行至MAX-i-1,所以排序的过程中,阵列右方排序好的元素会一直增加,使得左边排序的次数逐渐减少,如我们的例子所示: 排序前:95 27 90 49 80 58 6 9 18 50

  1. 27 90 49 80 58 6 9 18 50 [95] 95浮出
  2. 27 49 80 58 6 9 18 50 [90 95] 90浮出
  3. 27 49 58 6 9 18 50 [80 90 95] 80浮出
  4. 27 49 6 9 18 50 [58 80 90 95] ......
  5. 27 6 9 18 49 [50 58 80 90 95] ......
  6. 6 9 18 27 [49 50 58 80 90 95] ......
  7. 6 9 18 [27 49 50 58 80 90 95] 方括号括住的部份表示已排序完毕,Shaker排序使用了这个概念,如果让左边的元素也具有这样的性质,让左右两边的元素都能先排序完成,如此未排序的元素会集中在中间,由于左右两边同时排序,中间未排序的部份将会很快的减少。 方法就在于气泡排序的双向进行,先让气泡排序由左向右进行,再来让气泡排序由右往左进行,如此完成一次排序的动作,而您必须使用left与right两个旗标来记录左右两端已排序的元素位置。 一个排序的例子如下所示: 排序前:45 19 77 81 13 28 18 19 77 11 往右排序:19 45 77 13 28 18 19 77 11 [81] 向左排序:[11] 19 45 77 13 28 18 19 77 [81] 往右排序:[11] 19 45 13 28 18 19 [77 77 81] 向左排序:[11 13] 19 45 18 28 19 [77 77 81] 往右排序:[11 13] 19 18 28 19 [45 77 77 81] 向左排序:[11 13 18] 19 19 28 [45 77 77 81] 往右排序:[11 13 18] 19 19 [28 45 77 77 81] 向左排序:[11 13 18 19 19] [28 45 77 77 81] 如上所示,括号中表示左右两边已排序完成的部份,当left > right时,则排序完成。

实作

  • C /#include /#include /#include /#define MAX 10 /#define SWAP(x,y) {int t; t = x; x = y; y = t;} void shakersort(int[]); int main(void) { int number[MAX] = {0}; int i; srand(time(NULL)); printf("排序前:"); for(i = 0; i < MAX; i++) { number[i] = rand() % 100; printf("%d ", number[i]); } shakersort(number); printf("\n"); return 0; } void shakersort(int number[]) { int i, left = 0, right = MAX - 1, shift = 0; while(left < right) { // 向右进行气泡排序 for(i = left; i < right; i++) { if(number[i] > number[i+1]) { SWAP(number[i], number[i+1]); shift = i; } } right = shift; printf("\n往右排序:"); for(i = 0; i < MAX; i++) printf("%d ", number[i]); // 向左进行气泡排序 for(i = right; i > left; i--) { if(number[i] < number[i-1]) { SWAP(number[i], number[i-1]); shift = i; } } left = shift; printf("\n向左排序:"); for(i = 0; i < MAX; i++) printf("%d ", number[i]); } }

  • Java public class ShakerSort { public static void sort(int[] number) { int i, left = 0, right = number.length - 1, shift = 0; while(left < right) { // 向右进行气泡排序 for(i = left; i < right; i++) { if(number[i] > number[i+1]) { swap(number, i, i+1); shift = i; } } right = shift; // 向左进行气泡排序 for(i = right; i > left; i--) { if(number[i] < number[i-1]) { swap(number, i ,i-1); shift = i; } } left = shift; } } private static void swap(int[] number, int i, int j) { int t; t = number[i]; number[i] = number[j]; number[j] = t; } }

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