双调排序英文解释翻译、双调排序的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【计】 bitonic sorting

分词翻译：

双的英语翻译：

both; double; even; twin; two; twofold
【化】 dyad
【医】 amb-; ambi-; ambo-; bi-; bis-; di-; diplo-; par

调的英语翻译：

melody; mix; move; suit well; transfer
【计】 debugging mode

排序的英语翻译：

sort; taxis
【计】 sequencing; sort; sorting; sorting order
【化】 precedence ordering

专业解析

双调排序（Bitonic Sort）是一种基于比较的并行排序算法，专为高效利用并行计算资源（如GPU、多核处理器）而设计。其名称源于核心操作对象——“双调序列”（Bitonic Sequence），即一个先单调非减后单调非增（或先非增后非减）的序列。以下是详细解释：

一、核心概念与原理

双调序列定义
一个序列 ( a_0, a1, ldots, a{n-1} ) 是双调的，若存在索引 ( i )（( 0 leq i < n )）使得：
- ( a_0 leq a_1 leq cdots leq a_i ) 且 ( ai geq a{i+1} geq cdots geq a_{n-1} )，或
- 序列可通过循环移位满足上述条件。
  例如：[1, 3, 5, 4, 2] 是双调序列（先增后减）。
算法流程
- 构建双调序列：通过递归分组，将乱序序列拆分为双调子序列。
- 合并双调序列：利用“比较-交换”操作（Comparator Network）将双调序列转换为有序序列。
  关键步骤包括Bitonic Merge（双调合并）和Bitonic Split（双调分割），通过并行比较相邻元素实现排序。

二、特性与性能

时间复杂度
- 并行时间复杂度为 ( O(log n) )（( n ) 为元素数），优于快速排序的 ( O(n log n) )（串行）。
- 比较次数为 ( O(n log n) )，适用于大规模数据并行处理。
稳定性与适用性
- 非稳定排序：相同元素可能交换顺序。
- 数据要求：需元素数 ( n = 2^k )（( k ) 为整数），否则需填充至满足条件。
- 并行优势：在GPU、FPGA等硬件上效率显著，常用于高性能计算（如CUDA编程）。

三、应用场景

图形处理器（GPU）排序
双调排序是早期GPU标准排序算法（如DirectX SDK示例），因线程块操作高度并行化而高效。

硬件加速设计
在FPGA中实现低延迟排序网络，适用于实时信号处理（如雷达数据排序）。

并行计算教学
作为经典并行算法案例，展示分治策略与比较器网络设计。

四、参考文献

《算法导论》（Introduction to Algorithms）
Cormen 等学者在并行算法章节详述双调排序原理（第27章）。

NVIDIA CUDA 文档
提供GPU双调排序实现代码与优化指南：

NVIDIA CUDA Toolkit Documentation

IEEE 论文《FPGA-Based Bitonic Sorting Accelerator》
探讨硬件实现方案（DOI: 10.1109/FPL.2019.00052）。

网络扩展解释

双调排序（Bitonic Sort）是一种基于比较的并行排序算法，属于排序网络（Sorting Network）的一种。其核心思想是通过构建双调序列（Bitonic Sequence），并利用递归分治策略实现高效排序。以下是详细解释：

一、双调序列的定义

双调序列是指满足以下两种条件之一的序列：

先非严格递增后非严格递减（或相反），例如序列；
通过循环移位后能满足上述条件。

二、双调排序的核心原理

Batcher定理：
将长度为(2n)的双调序列分为两半(X)和(Y)，对(X[i])与(Y[i])进行比较交换（较大者放入MAX序列，较小者放入MIN序列），生成的MAX和MIN序列仍为双调序列，且MAX中所有元素≥MIN中的元素。
公式表示：
$$ text{MAX} = {max(X_i, Y_i)}, quad text{MIN} = {min(X_i, Y_i)} $$
递归归并：
对MAX和MIN序列分别递归应用相同操作，最终得到有序序列。

三、算法特点

并行高效：所有比较交换操作可同时执行，适合GPU或多核处理器。
时间复杂度：(O(n log n))，优于传统排序的(O(n log n))（但实际串行性能不如快速排序）。
适用条件：输入序列长度需为2的幂次，否则需填充至最近幂次。

四、应用场景

并行计算环境：如GPU加速排序、分布式系统。
硬件排序网络：利用固定比较器结构实现低延迟排序。

五、示例

对双调序列排序：

比较交换相邻元素生成MAX/MIN子序列；
递归处理子序列，最终合并为有序序列。

引用来源

本解释综合了双调排序的定义（）、Batcher定理（）及并行特性（）等信息。如需完整算法实现或更多细节，可参考相关计算机科学教材或并行计算资料。