奇偶交换排序

奇偶交换排序(Odd-Even Transposition Sort),也称为奇偶排序(Odd-Even Sort),是一种简单的并行排序算法,主要用于并行计算环境中。该算法基于冒泡排序的思想,通过多个阶段的奇偶交换和偶奇交换来排序数组。

算法步骤

  1. 初始状态:假设有一个包含 ( n ) 个元素的待排序数组。

  2. 奇偶交换:在奇数步骤中,针对每对相邻的奇-偶索引(即索引 1 和 2,3 和 4 等),如果前一个元素大于后一个元素,则交换它们。

  3. 偶奇交换:在偶数步骤中,针对每对相邻的偶-奇索引(即索引 0 和 1,2 和 3 等),如果前一个元素大于后一个元素,则交换它们。

  4. 重复步骤:重复奇偶交换和偶奇交换,直到整个数组有序。

 

void oesort(int* a, int length)//奇偶交换排序
{bool flag = false;do{flag = false; //交换了flag为trueint i = 0;int j = 1;while (i <= length - 3){if (a[i] > a[i + 1]){int tmp = a[i];a[i] = a[i + 1];a[i + 1] = tmp;flag = true;}i += 2;}while (j <= length - 2){if (a[j] > a[j + 1]){int tmp = a[j];a[j] = a[j + 1];a[j + 1] = tmp;flag = true;}j += 2;}} while (flag);}

奇偶交换排序的时间复杂度分析如下:

最坏情况

在最坏的情况下,数组是完全逆序的,每一轮循环都会有元素交换直到整个数组被完全排序。对于一个长度为 (n) 的数组,每一轮循环都要执行近似 (n/2) 次比较和可能的交换操作,因为每一次奇数或偶数阶段的循环都只比较相邻的一半元素。

排序至少需要进行 (n/2) 轮(每个元素最多移动 (n/2) 次到达其最终位置),因此最坏情况下的时间复杂度是 (O(n^2))。

最佳情况

在最佳情况下,数组已经是完全有序的。即使如此,算法仍然需要至少执行一轮奇数阶段和一轮偶数阶段的比较来验证数组是有序的。这意味着最佳情况的时间复杂度为 (O(n))。

平均情况

对于随机顺序的数组,平均情况的时间复杂度同样接近 (O(n^2))。虽然不同的输入数组可能需要不同数量的循环来完成排序,但平均来看,它需要执行多轮比较和交换操作,每轮操作大约涉及 (n/2) 次比较。

空间复杂度

奇偶交换排序是一种原地排序算法,除了输入数组之外,它只需要固定的额外空间来存储几个循环变量和标志变量。因此,其空间复杂度为 (O(1))。

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