Основы программирования на С++ для начинающих

“Шейкерная” сортировка

Рассмотрев “пузырьковую” сортировку массива можно перейти к разбору её разновидности – “шейкер”-сортировке. Вы можете встретить несколько её названий : сортировка перемешиванием, пульсирующая сортировка, двунаправленная сортировка “пузырьком”.

Внимательно присмотревшись к тому, как проходит сортировка “пузырьком” – можно сказать следующее: часть массива, в котором перестановки элементов уже не происходят (отсортированная часть массива), то эту часть можно исключить из рассмотрения и не обрабатывать на следующих итерациях. Второе, что вы могли заметить – это то, что минимальный (самый “легкий” элемент) при сортировке сразу перемещается в самое начало массива, а “тяжелые” элементы сдвигаются только на одну позицию “вниз”. Так массив

шейкерная сортировка c++, шейкер-сортировка с++, сортировка перемешиванием с++, cocktail sort c++

будет отсортирован за один проход вложенным циклом, а для массива

шейкерная сортировка c++, шейкер-сортировка с++, сортировка перемешиванием с++, cocktail sort c++

понадобится три итерации.

шейкерная сортировка c++, шейкер-сортировка с++, сортировка перемешиванием с++, cocktail sort c++
Источник: kvodo.ru

Поэтому была придумана более эффективная форма сортировки “пузырьком” -“шейкер”-сортировка. В ней пределы той части массива в которой есть перестановки, сужаются. Плюс – внутренние циклы проходят по массиву то в одну, то в другую сторону, поднимая самый легкий элемент вверх и опуская самый тяжелый элемент в самый низ за одну итерацию внешнего цикла. Набирайте код:

Рассмотрим саму функцию в которой происходит “шейкер”-сортировка (двунаправленная сортировка “пузырьком”) – строки 14-31. Благодаря переменным leftMark и rightMark участок массива, который подлежит сортировке будет сужаться с каждым шагом цикла. Это положительно скажется на времени работы программы. А благодаря двум вложенным циклам for – за одну итерацию внешнего цикла минимальное и максимальное значения займут свои правильные позиции в массиве.

Результат:

шейкерная сортировка c++, шейкер-сортировка с++, сортировка перемешиванием с++, cocktail sort c++

Как и говорилось, на выполнение сортировки массива по возрастанию понадобилось в два раза меньше итераций внешнего цикла по сравнению с классической “пузырьковой” сортировкой.

Почитайте также о других алгоритмах сортировок данных.

5 thoughts on ““Шейкерная” сортировка

  1. Зачем в условии while (leftMark <= rightMark) (строка 18) проверка на равенство? Ведь в случае равенства левой и правой границ остался 1 элемент, и для него прохождение лишней итерации не требуется.

  2. Чем шейкерная сортировка эффективнее? – тем что за одну итерацию внешнего цикла не только наименьший элемент перемещается вниз, но и наибольший – вверх? – дак зато сама итерация стала сложнее.

    Т.е. в худшем случае пузырьковой сортировки было N итераций внешнего цикла, каждая из которых выполняла N-i итераций внутреннего (где i – номер итерации внешнего цикла). Т.е. сложность вычисляется как сумма (N-i) для всех i от 1 до N, т.е. N * (N+1)/2 = 0.5*N^2 + 0.5*N. Асимптотически – это N^2, но формулу пишу такую, т.к. более точная (может быть так у шейкера хоть какое-то преимущество появится?)

    В худшем случае шейкерной сортировки будет выполнено N/2 итераций внешнего цикла (ведь за одну итерацию 2 элемент занимают свои места в отсортированном массиве), а вот внутренний цикл имеет сложность (N-i) * 2. Сложность сортировки – это сумма (N-i)*2 для всех i от 1 до N/2. Опять видим арифметическую прогрессию и считаем сумму как
    N * ((N-1) + (N-N/2))/2 = N * (N-1 + N – N/2)/2 = (1.5*N*N-N)/2 = 0.75*N^2 – N/2.

    Дак вот даже если отбросить анализ при N стремящемся к бесконечности (где сортировки эквиваленты по эффективности), очевидно же, что для небольших значений N “оптимизированный” алгоритм будет работать хуже (по крайней мере в худшем случае).

    Где я сейчас неправильно посчитал? – никогда не понимал всех этих свистоплясок с шейкером.

  3. shtrafnie = [6, 10, 3, 5, 8]

    link_shtraf = {
    6: [‘Карелин’, ‘Александр’, ‘Российская сборная’, ‘Борьба классического стиля’, ’10’],
    10: [‘Попов’, ‘Александр’, ‘Олимпийская сборная’, ‘Плавание’, ’15’],
    3: [‘Ищенко’, ‘Наталья’, ‘Олимпийская сборная’, ‘Синхронное плавание’, ’13’],
    5: [‘Шарапова’, ‘Мария’, ‘-Нет-‘, ‘Теннис’, ’10’],
    8: [‘Аршавин’, ‘Андрей’, ‘Арсенал’, ‘Футбол’, ’10’]
    }

    def insertion(data):
    for i in range(len(data)):
    j = i – 1
    key = data[i]
    while data[j] > key and j >= 0:
    data[j + 1] = data[j]
    j -= 1
    data[j + 1] = key
    return data

    def shaker_sort(array):
    length = len(array)
    swapped = True
    start_index = 0
    end_index = length – 1

    while (swapped == True):

    swapped = False

    # проход слева направо
    for i in range(start_index, end_index):
    if (array[i] > array[i + 1]) :
    # обмен элементов
    array[i], array[i + 1] = array[i + 1], array[i]
    swapped = True

    # если не было обменов прерываем цикл
    if (not(swapped)):
    break

    swapped = False

    end_index = end_index – 1

    #проход справа налево
    for i in range(end_index – 1, start_index – 1, -1):
    if (array[i] > array[i + 1]):
    # обмен элементов
    array[i], array[i + 1] = array[i + 1], array[i]
    swapped = True

    start_index = start_index + 1

    return array

    for i in shtrafnie:
    print(f’Фамилия: {link_shtraf[i][0]}, Имя: {link_shtraf[i][1]}, Команда: {link_shtraf[i][2]}, Вид спорта: {link_shtraf[i][3]}, Зачётный результат: {link_shtraf[i][4]}’)

    insertion(shtrafnie)
    print(‘—–Сортировка простыми вставками—–‘)

    for i in shtrafnie:
    print(f’Фамилия: {link_shtraf[i][0]}, Имя: {link_shtraf[i][1]}, Команда: {link_shtraf[i][2]}, Вид спорта: {link_shtraf[i][3]}, Зачётный результат: {link_shtraf[i][4]}’)

    print(‘—–Сортирую Шейкер сортировкой—–‘)

    shaker_sort(shtrafnie)

    for i in shtrafnie:
    print(f’Фамилия: {link_shtraf[i][0]}, Имя: {link_shtraf[i][1]}, Команда: {link_shtraf[i][2]}, Вид спорта: {link_shtraf[i][3]}, Зачётный результат: {link_shtraf[i][4]}’)

Добавить комментарий для Николай Отменить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *