鸡尾混合排序英文解释翻译、鸡尾混合排序的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 cocktail shaker sorting
分词翻译:
鸡的英语翻译:
chicken; chook
尾的英语翻译:
end; remnant; tail; trail
【化】 tail end
【医】 cauda; caudae; tail
混合的英语翻译:
mix; admix; blend; compound; incorporate; interfusion; meld
【计】 mixing
【化】 admixture; mixing
【医】 admixture; incorporate; incorporation; M. et sig.; misce; mix; mixing
permixion
排序的英语翻译:
sort; taxis
【计】 sequencing; sort; sorting; sorting order
【化】 precedence ordering
专业解析
鸡尾混合排序(英文:Cocktail Sort 或Bidirectional Bubble Sort),是一种基于冒泡排序(Bubble Sort)改进的稳定排序算法。其核心思想是通过在序列中交替进行正向和反向的遍历与交换,更高效地处理“乌龟问题”(即排序初期位于序列末端的小元素移动缓慢的问题),从而在某些情况下提升排序效率。
一、算法原理与步骤
- 双向遍历:与冒泡排序仅单向(通常从左至右)遍历不同,鸡尾混合排序在一轮排序中包含两个阶段:
- 正向阶段:从左至右遍历序列,比较相邻元素。若前一个元素大于后一个元素,则交换它们(针对升序排序)。此阶段结束时,当前序列中最大的元素会“冒泡”到正确位置(最右端)。
- 反向阶段:紧接着从右至左遍历序列(跳过刚确定的最大元素位置),比较相邻元素。若前一个元素(此时方向是右到左,所以“前一个”指右侧元素)大于后一个元素(左侧元素),则交换它们。此阶段结束时,当前序列中最小的元素会“冒泡”到正确位置(最左端)。
- 范围收缩:每一轮完整的正反向遍历后,序列的有效排序范围会从两端各收缩一个位置(因为两端各有一个元素已就位)。
- 终止条件:当在一轮完整的正反向遍历中没有发生任何元素交换时,说明序列已经完全有序,算法终止。
二、算法特点
- 时间复杂度:
- 最坏情况:与冒泡排序相同,为 $O(n)$。当输入序列为完全逆序时发生。
- 最佳情况:$O(n)$。当输入序列已经基本有序或完全有序时,可能在少数几轮遍历后就因无交换而终止。
- 平均情况:通常认为仍是 $O(n)$,但实际性能通常优于标准冒泡排序。
- 空间复杂度:$O(1)$。属于原地排序算法,仅需常数级别的额外空间用于交换元素。
- 稳定性:是稳定排序算法。相等元素的相对顺序在排序后保持不变。
- 适应性:是自适应算法。对部分有序序列效率较高。
三、与冒泡排序的对比
鸡尾混合排序的主要优势在于它能够更有效地处理那些小元素位于序列末端的情况(“乌龟问题”)。在标准冒泡排序中,这样的小元素每次只能向目标位置(左端)移动一个位置,效率很低。鸡尾混合排序的反向阶段专门用于将这类小元素快速地向左“搬运”,从而减少了所需的遍历轮数。
四、适用场景
鸡尾混合排序适用于:
- 对小规模数据集进行排序。
- 对基本有序的序列进行排序(此时效率接近 $O(n)$)。
- 作为教学示例,展示对基础算法的改进思路。
- 在内存资源受限的环境下(因其原地排序特性)。
五、名称来源(汉英词典角度)
- 鸡尾混合 (Cocktail):名称源于其排序过程类似于调制鸡尾酒时摇晃调酒壶的动作,元素在序列中像酒液一样在两端之间来回“晃动”或“搅拌”。
- 排序 (Sort):指其功能是将数据元素按特定顺序(如升序或降序)重新排列。
- 别名:双向冒泡排序(Bidirectional Bubble Sort)更直接地描述了其双向遍历的本质;涟漪排序(Ripple Sort)形象地比喻了排序过程中数据移动的波动;穿梭排序(Shuttle Sort)则强调了指针在序列中来回穿梭的行为。
参考来源
- Cormen, T. H., Leiserson, C. E., Rivest, R. L., & Stein, C. (2009). Introduction to Algorithms (3rd ed.). MIT Press. (经典算法教材,涵盖基础排序算法及其分析)
- Knuth, D. E. (1998). The Art of Computer Programming, Volume 3: Sorting and Searching (2nd ed.). Addison-Wesley Professional. (计算机算法领域的权威著作,详细讨论各类排序算法)
- GeeksforGeeks: Cocktail Sort. (知名编程学习网站,提供算法解释、代码实现及复杂度分析)
- Wikipedia: Cocktail shaker sort. (维基百科词条,提供算法概述、伪代码、性能分析及历史背景)
网络扩展解释
鸡尾酒排序(Cocktail Sort),又称定向冒泡排序或双向冒泡排序,是冒泡排序的一种优化变体。以下是详细解释:
1.定义与核心思想
鸡尾酒排序通过双向交替遍历的方式改进传统冒泡排序的单向局限性。它在每一轮排序中,先从左到右进行升序冒泡,再从右到左进行降序冒泡,反复交替直至完成排序。
2.算法原理
-
步骤分解:
- 正向冒泡:从左到右遍历数组,比较相邻元素,若左大右小则交换。
- 反向冒泡:从右到左遍历,比较相邻元素,若右小左大则交换。
- 缩小范围:每完成一次双向遍历,未排序的数组范围会缩小(首尾各减少一个元素)。
-
示例(以数组 [5, 1, 4, 2, 8]
为例):
- 第一轮正向冒泡后:
[1, 4, 2, 5, 8]
- 第一轮反向冒泡后:
[1, 2, 4, 5, 8]
(已有序)
3.时间复杂度
- 最优情况(已排序数组):$O(n)$,仅需一次遍历确认有序。
- 最差与平均情况:$O(n)$,与冒泡排序相同,但实际性能通常优于普通冒泡排序。
4.适用场景
- 部分有序数组:例如,大部分元素已排序,仅少量元素需要调整位置。
- 特定分布数据:如元素在正确位置附近小幅波动时效率较高。
5.与冒泡排序的区别
特性 |
鸡尾酒排序 |
冒泡排序 |
遍历方向 |
双向交替(左→右,右→左) |
单向(仅左→右) |
效率 |
部分场景更快 |
稳定但单向效率较低 |
代码复杂度 |
略高(需控制双向遍历逻辑) |
简单 |
鸡尾酒排序通过双向冒泡减少无效遍历次数,尤其适合处理接近有序的数据。虽然时间复杂度与冒泡排序同为$O(n)$,但实际性能在特定场景下更优。
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