6.8 Шейкерная сортировка

Рассматриваемый в данной статье алгоритм имеет несколько непохожих друг на друга названий. Среди них: сортировка перемешиванием, двунаправленная пузырьковая сортировка, шейкерная сортировка, пульсирующая сортировка (ripple sort), трансфертная сортировка (shuttle sort), и даже сортировка «счастливый час» (happy hour sort). Второй вариант (двунаправленная пузырьковая сортировка) наиболее точно описывает процесс работы алгоритма. Здесь, в его название, довольно-таки удачно включен термин «пузырьковая». Это действительно альтернативная версия известного метода, модификации в котором заключаются, по большей части, в реализации, упомянутой в названии, двунаправленности: алгоритм перемещается, ни как в обменной (пузырьковой) сортировке – строго снизу вверх (слева направо), а сначала снизу вверх, потом сверху вниз.

Перестановка элементов в шейкерной сортировке выполняется аналогично той же в пузырьковой сортировке, т. е. два соседних элемента, при необходимости, меняются местами. Пусть массив требуется упорядочить по возрастанию. Обозначим каждый пройденный путь от начала до конца последовательности через W_i, где i – номер пути; а обратный путь (от конца к началу) через -W_j, где j – номер пути. Тогда после выполнения W_i, один из неустановленных элементов будет помещен в позицию справа, как наибольший из еще неотсортированных элементов, а после выполнения -W_j, наименьший из неотсортированных, переместиться в некоторую позицию слева. Так, например, после выполнения W₁ в конце массива окажется элемент, имеющий наибольшее значение, а после -W₁ в начало отправиться элемент с наименьшим значением.

Код программы на C++:

void Swap(int *Mas, int i) //функция обмена

{

int temp;

temp=Mas[i];

Mas[i]=Mas[i-1];

Mas[i-1]=temp;

}

void ShakerSort(int *Mas, int Start, int n) //шейкерная сортировка

{

int Left, Right, i;

Left=Start;

Right=n-1;

while (Left<=Right)

{

for (i=Right; i>=Left; i--)

if (Mas[i-1]>Mas[i])

Swap(Mas, i);

Left++;

for (i=Left; i<=Right; i++)

if (Mas[i-1]>Mas[i])

Swap(Mas, i);

Right--;

}

}

void main() //главная функция

{

int n, k;

cout<<"Размер массива > "; cin>>n;

int *A=new int[n];

for (k=0; k<n; k++)

{

cout<<k+1<<" элемент > ";

cin>>A[k];

}

ShakerSort(A, 1, n);

cout<<"Результирующий массив: ";

for (k=0; k<n; k++)cout<<" "<<A[k];

}

Код программы на Pascal:

type Massiv=array[1..100] of integer;

var

n, k: integer;

A: Massiv;

procedure ShakerSort(Mas: Massiv; Start, m: integer); {шейкерная сортировка}

var Left, Right, temp, i: integer;

begin

Left:=Start;

Right:=m;

while Left<=Right do

begin

for i:=Right downto Left do

if (Mas[i-1]>Mas[i]) then

begin

temp:=Mas[i];

Mas[i]:=Mas[i-1];

Mas[i-1]:=temp;

end;

Left:=Left+1;

for i:=Left to Right do

if Mas[i-1]>Mas[i] then

begin

temp:=Mas[i];

Mas[i]:=Mas[i-1];

Mas[i-1]:=temp;

end;

Right:=Right-1;

end;

for i:=1 to m do write(' ', Mas[i]);

end;

begin {основной блок программы}

write('Размер массива > '); read(n);

for k:=1 to n do

begin

write(k, ' элемент > ');

read(A[k]);

end;

write('Результирующий массив: ');

ShakerSort(A, 2, n);

end.

Следующая таблица отражает временную сложность алгоритма шейкерной сортировки для трех случаев.

Лучший случай	Средний случай	Наихудший случай
O(n)	O(n2)	O(n2)

Приведенные временные показатели не позволяют рекомендовать алгоритм для использования его в практических целях. В обучении, ввиду своей относительной сложности, метод, несомненно, будет полезен.