漫画：什么是鸡尾酒排序？

在上一篇漫画中，小灰介绍了冒泡排序的思路和几种变化：

那么，鸡尾酒排序又是何方神圣呢？我们这一期将会详细讲述。

让我们首先来回顾一下冒泡排序的思想：
冒泡排序的每一个元素都可以像小气泡一样，根据自身大小，一点一点向着数组的一侧移动。算法的每一轮从都是从左到右比较元素，进行单向的位置交换。

那么鸡尾酒排序做了怎样的优化呢？

鸡尾酒排序的元素比较和交换过程是双向的。

让我们来举一个栗子：

如果按照冒泡排序的思想，排序的过程是什么样呢？

第一轮结果（8和1交换）

第二轮结果（7和1交换）

第三轮结果（6和1交换）

第五轮结果（4和1交换）

第六轮结果（3和1交换）

第七轮结果（2和1交换）

第一轮（和冒泡排序一样，8和1交换）

此时开始不一样了，我们反过来从右往左比较和交换：

8已经处于有序区，我们忽略掉8，让1和7比较。元素1小于7，所以1和7交换位置：

接下来1和6比较，元素1小于6，所以1和6交换位置：

接下来1和5比较，元素1小于5，所以1和5交换位置：

接下来1和4交换，1和3交换，1和2交换，最终成为了下面的结果：

第三轮（虽然已经有序，但是流程并没有结束）

鸡尾酒排序的第三轮，需要重新从左向右比较和交换：

1和2比较，位置不变；2和3比较，位置不变；3和4比较，位置不变......6和7比较，位置不变。

没有元素位置交换，证明已经有序，排序结束。

这就是鸡尾酒排序的思路。排序过程就像钟摆一样，第一轮从左到右，第二轮从右到左，第三轮再从左到右......

public class CockTailSort {

private
 
static
 
void
 sort(
int
 array[])
{
    int tmp  = 0;
    
for
(
int
 i=
0
; i<array.length/
2
-1; i++)
    {
        
//有序标记，每一轮的初始是true
        
boolean
 isSorted = 
true
;
        
//奇数轮，从左向右比较和交换
        
for
(
int
 j=i; j<array.length-i-
1
; j++)
        {
            
if
(array[j] > array[j+
1
])
            {
                tmp = array[j];
                array[j] = array[j+
1
];
                array[j+
1
] = tmp;
                
//有元素交换，所以不是有序，标记变为false
                isSorted = 
false
;
            }
        }
        
if
(isSorted){
            
break
;
        }
        
//偶数轮，从右向左比较和交换
        
for
(
int
 j=array.length-i-
1
; j>i; j--)
        {
            
if
(array[j] < array[j-
1
])
            {
                tmp = array[j];
                array[j] = array[j-
1
];
                array[j-
1
] = tmp;
                
//有元素交换，所以不是有序，标记变为false
                isSorted = 
false
;
            }
        }
        
if
(isSorted){
            
break
;
        }
    }
}
public
 
static
 
void
 main(
String
[] args){
    
int
[] array = 
new
 
int
[]{
2
,
3
,
4
,
5
,
6
,
7
,
8
,
1
};
    sort(array);
    
System
.
out
.println(
Arrays
.toString(array));
}

        

          
        
        
        

          

          AI 代码解读
        
      
      

}

这段代码是鸡尾酒排序的原始实现。代码外层的大循环控制着所有排序回合，大循环内包含两个小循环，第一个循环从左向右比较并交换元素，第二个循环从右向左比较并交换元素。

让我们来回顾一下冒牌排序针对有序区的优化思路：

原始的冒泡排序，有序区的长度和排序的轮数是相等的。比如第一轮排序过后的有序区长度是1，第二轮排序过后的有序区长度是2 ......

要想优化，我们可以在每一轮排序的最后，记录下最后一次元素交换的位置，那个位置也就是无序数列的边界，再往后就是有序区了。

对于单向的冒泡排序，我们需要设置一个边界值，对于双向的鸡尾酒排序，我们需要设置两个边界值。请看代码：

public class CockTailSort {

private
 
static
 
void
 sort
(
int
 array
[])
{
    
int
 tmp  
=
 
0
;
    
//记录右侧最后一次交换的位置
    
int
 lastRightExchangeIndex 
=
 
0
;
    
//记录左侧最后一次交换的位置
    
int
 lastLeftExchangeIndex 
=
 
0
;
    
//无序数列的右边界，每次比较只需要比到这里为止
    
int
 rightSortBorder 
=
 array
.
length 
-
 
1
;
    
//无序数列的左边界，每次比较只需要比到这里为止
    
int
 leftSortBorder 
=
 
0
;
    
for
(
int
 i
=
0
;
 i
<
array
.
length
/
2-1
;
 i
++)
    
{
        
//有序标记，每一轮的初始是true
        
boolean
 isSorted 
=
 
true
;
        
//奇数轮，从左向右比较和交换
        
for
(
int
 j
=
leftSortBorder
;
 j
<
rightSortBorder
;
 j
++)
        
{
            
if
(
array
[
j
]
 
>
 array
[
j
+
1
])
            
{
                tmp 
=
 array
[
j
];
                array
[
j
]
 
=
 array
[
j
+
1
];
                array
[
j
+
1
]
 
=
 tmp
;
                
//有元素交换，所以不是有序，标记变为false
                isSorted 
=
 
false
;
                lastRightExchangeIndex 
=
 j
;
            
}
        
}
        rightSortBorder 
=
 lastRightExchangeIndex
;
        
if
(
isSorted
){
            
break
;
        
}
        
//偶数轮，从右向左比较和交换
        
for
(
int
 j
=
rightSortBorder
;
 j
>
leftSortBorder
;
 j
--)
        
{
            
if
(
array
[
j
]
 
<
 array
[
j
-
1
])
            
{
                tmp 
=
 array
[
j
];
                array
[
j
]
 
=
 array
[
j
-
1
];
                array
[
j
-
1
]
 
=
 tmp
;
                
//有元素交换，所以不是有序，标记变为false
                isSorted 
=
 
false
;
                lastLeftExchangeIndex 
=
 j
;
            
}
        
}
        leftSortBorder 
=
 lastLeftExchangeIndex
;
        
if
(
isSorted
){
            
break
;
        
}
    
}
}
public
 
static
 
void
 main
(
String
[]
 args
){
    
int
[]
 array 
=
 
new
 
int
[]{
2
,
3
,
4
,
5
,
6
,
7
,
8
,
1
};
    sort
(
array
);
    
System
.
out
.
println
(
Arrays
.
toString
(
array
));
}

        

          
        
        
        

          

          AI 代码解读
        
      
      

代码中使用了左右两个边界值，rightSortBorder 代表右边界，leftSortBorder代表左边界。

在比较和交换元素时，奇数轮从 leftSortBorder 遍历到 rightSortBorder 位置，偶数轮从 rightSortBorder 遍历到 leftSortBorder 位置。