常见排序算法 - 鸡尾酒排序 (Cocktail Sort/Shaker Sort)

2014-01-15 W.Y. 更多博文 » 博客 » GitHub »

原文链接 https://bubkoo.github.io/2014/01/15/sort-algorithm-shaker-sort/
注：以下为加速网络访问所做的原文缓存，经过重新格式化，可能存在格式方面的问题，或偶有遗漏信息，请以原文为准。

算法原理

为什么叫鸡尾酒排序？其实我也不知道，知道的小伙伴请告诉我。

其实它还有很多奇怪的名称，比如双向冒泡排序 (Bidirectional Bubble Sort)、波浪排序 (Ripple Sort)、摇曳排序 (Shuffle Sort)、飞梭排序 (Shuttle Sort) 和欢乐时光排序 (Happy Hour Sort)。本文中就以鸡尾酒排序来称呼它。

鸡尾酒排序是冒泡排序的轻微变形。不同的地方在于，鸡尾酒排序是从低到高然后从高到低来回排序，而冒泡排序则仅从低到高去比较序列里的每个元素。他可比冒泡排序的效率稍微好一点，原因是冒泡排序只从一个方向进行比对(由低到高)，每次循环只移动一个项目。

以序列(2,3,4,5,1)为例，鸡尾酒排序只需要访问一次序列就可以完成排序，但如果使用冒泡排序则需要四次。但是在乱数序列状态下，鸡尾酒排序与冒泡排序的效率都很差劲，优点只有原理简单这一点。

排序过程：

先对数组从左到右进行冒泡排序（升序），则最大的元素去到最右端
再对数组从右到左进行冒泡排序（降序），则最小的元素去到最左端
以此类推，依次改变冒泡的方向，并不断缩小未排序元素的范围，直到最后一个元素结束

图片来自维基百科

实例分析

以数组 array = [45, 19, 77, 81, 13, 28, 18, 19, 77] 为例，排序过程如下：

从左到右，找到最大的数 81，放到数组末尾：

  ┌─────────────────────────────────────────┐
  │  19   45   77   13   28   18   19   77  │  81
  └─────────────────────────────────────────┘

从右到左，找到剩余数组（先框中的部分）中最小的数，放到数组开头：

      ┌────────────────────────────────────┐
  13  │  19   45   77   18   28   19   77  │   81
      └────────────────────────────────────┘

从左到右，在剩余数组中找到最大数，放在剩余数组的末尾：

      ┌───────────────────────────────┐
  13  │  19   45   18   28   18   77  │   77   81
      └───────────────────────────────┘

从右到左

           ┌──────────────────────────┐
  13   18  │  19   45   18   28   77  │   77   81
           └──────────────────────────┘

从左到右

           ┌─────────────────────┐
  13   18  │  19   18   28   45  │  77   77   81
           └─────────────────────┘

从右到左

                ┌────────────────┐
  13   18   18  │  19   28   45  │  77   77   81
                └────────────────┘

从左到右

                ┌───────────┐
  13   18   18  │  19   28  │  45   77   77   81
                └───────────┘

从右到左

                     ┌──────┐
  13   18   18   19  │  28  │  45   77   77   81
                     └──────┘

JavaScript 语言实现

惯例，看代码：

function shakerSort(array) {

    function swap(array, i, j) {
        var temp = array[i];
        array[i] = array[j];
        array[j] = temp;
    }

    var length = array.length,
        left = 0,
        right = length - 1,
        lastSwappedLeft = left,
        lastSwappedRight = right,
        i,
        j;

    while (left < right) {
        // 从左到右
        lastSwappedRight = 0;
        for (i = left; i < right; i++) {
            if (array[i] > array[i + 1]) {
                swap(array, i, i + 1);
                lastSwappedRight = i;
            }
        }
        right = lastSwappedRight;
        // 从右到左
        lastSwappedLeft = length - 1;
        for (j = right; left < j; j--) {
            if (array[j - 1] > array[j]) {
                swap(array, j - 1, j)
                lastSwappedLeft = j
            }
        }
        left = lastSwappedLeft;
    }
}

算法原理

实例分析

JavaScript 语言实现

参考文章