Шейкер-сортировка

Алгоритмы сортировки и поиска / Шейкер-сортировка

 

Шейкер-сортировка является усовершенствованным методом пузырьковой сортировки.

Анализируя метод пузырьковой сортировки, можно отметить два обстоятельства:

  • если при движении по части массива перестановки не происходят, то эта часть массива уже отсортирована и, следовательно, ее можно исключить из рассмотрения.
  • при движении от конца массива к началу минимальный элемент "всплывает" на первую позицию, а максимальный элемент сдвигается только на одну позицию вправо.

Эти две идеи приводят к модификациям в методе пузырьковой сортировки.

  • От последней перестановки до конца (начала) массива находятся отсортированные элементы. Учитывая данный факт, просмотр осуществляется не до конца (начала) массива, а до конкретной позиции. Границы сортируемой части массива сдвигаются на 1 позицию на каждой итерации.
  • Массив просматривается поочередно справа налево и слева направо.
  • Просмотр массива осуществляется до тех пор, пока все элементы не встанут в порядке возрастания (убывания).
  • Количество просмотров элементов массива определяется моментом упорядочивания его элементов.

Рассмотрим алгоритм Шейкер-сортировки на примере. Дана последовательность
Шейкер-сортировка
Реализация алгоритма Шейкер-сортировки
Каждое повторение цикла while() представляет собой шаг сортировки.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS // для корректной работы scanf()
#include <stdio.h>
// Функция Шейкер-сортировки
void shekerSort(double *mass, int count)
{
  int left = 0, right = count - 1; // левая и правая границы сортируемой области массива
  int flag = 1; // флаг наличия перемещений
  // Выполнение цикла пока левая граница не сомкнётся с правой
  // или пока в массиве имеются перемещения
  while ((left < right) && flag > 0)
  {
    flag = 0;
    for (int i = left; i<right; i++) //двигаемся слева направо
    {
      if (mass[i]>mass[i + 1]) // если следующий элемент меньше текущего,
      {             // меняем их местами
        double t = mass[i];
        mass[i] = mass[i + 1];
        mass[i + 1] = t;
        flag = 1;      // перемещения в этом цикле были
      }
    }
    right--; // сдвигаем правую границу на предыдущий элемент
    for (int i = right; i>left; i--) //двигаемся справа налево
    {
      if (mass[i - 1]>mass[i]) // если предыдущий элемент больше текущего,
      {            // меняем их местами
        double t = mass[i];
        mass[i] = mass[i - 1];
        mass[i - 1] = t;
        flag = 1;    // перемещения в этом цикле были
      }
    }
    left++; // сдвигаем левую границу на следующий элемент
  }
}
int main() {
  double m[10];
  // Вводим элементы массива
  for (int i = 0; i<10; i++) {
    printf("m[%d]=", i);
    scanf("%lf", &m[i]);
  }
  shekerSort(m, 10); // вызываем функцию сортировки
  // Выводим отсортированные элементы массива
  for (int i = 0; i<10; i++)
    printf("%.2lf ", m[i]);
  getchar(); getchar();
  return 0;
}


Результат выполнения
Результат Шейкер-сортировки


Назад: Алгоритмы сортировки и поиска

Комментариев к записи: 14

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



  • переменную int flag можно заменить на bool flag, мы сэкономим немного памяти


    • Елена Вставская

      Да, можно использовать char flag, чтобы сэкономить 3 байта памяти (1 байт (char) вместо 4 (int)). Но bool сильно память не сэкономит, поскольку тип bool занимает 1 байт памяти, несмотря на то, что принимает всего одно из двух возможных значений.


  • Постойте, постойте… Шаг 4 — лишний, т.к. если во время просмотра массива не обнаружилось ни одного перемещения, то массив уже отсортирован.


    • Елена Вставская

      Да, действительно шаг 4 проходить в программе не требуется. Именно для этого в реализации программы используется переменная flag, которая индицирует наличие перемещений в цикле, и программная реализация шаг 4 осуществлять не будет.

      Чтобы показать, что этот шаг действительно не нужен, на картинке он приведен, и показано, что это не приводит к изменениям в массиве.

      Выше рисунка описано, что количество просмотров элементов массива определяется моментом упорядочивания его элементов.

      Извините если ввела в заблуждение. Если посоветуете, как это оформить более понятным способом, буду благодарна.


      • Я бы так сделал: убрал надпись «Шаг 4» и надпись «перемещений нет» напротив шага 4. Так, после 3 шага получится отсортированный массив с зелеными элементами. Еще первый раз, когда читал объяснение метода, было трудно понять где заканчиваются и начинаются шаги. Может быть отметить место, где начинается новый шаг, например, горизонтальной линией или еще как.


  • И не сочтите вопрос за тупость), но зачем нужна переменная флаг?) по-моему и без неё прекрасно всё работает)


    • Да, действительно, без переменной flag всё будет работать. Однако в примере, показанном на рисунке, на последних двух шагах нет перемещений ни в ту, ни в другую сторону. Переменная flag позволяет обнаружить эту ситуацию и не производить эти «пустые» проходы, когда все элементы уже отсортированы.


  • Картинка немного неточная. На 3 шаге число 18 почему-то оказалось в правой части массива, хотя оно уже было переставлено на втором шаге при проходе массива справа налево. Поправьте пожалуйста. 


Добавить комментарий

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