C++实现双向起泡排序（鸡尾酒排序）算法详解

叶初

发布时间：2026-10-15| 6人浏览过

原创

双向起泡排序是传统冒泡排序的改进版本，通过将相邻元素的两两比较改为从前向后和从后向前两个方向进行，能够在一轮排序中同时确定序列中的最大值和最小值的位置。这种正反交替的处理方式在处理部分有序的数据时，通常比标准单向冒泡排序具有更高的效率。

算法核心思想

双向起泡排序，常被称为鸡尾酒排序（Cocktail Sort），其基本逻辑建立在冒泡排序的基础之上。传统冒泡排序仅关注将较大的元素逐步“冒泡”至序列末尾，而双向起泡则引入了反向扫描机制：

正向扫描：从序列起始位置开始，依次比较相邻元素，若顺序错误则交换。此过程结束后，最大的未排序元素会被移动到当前未排序区间的末尾。
反向扫描：接着从当前区间末尾向前遍历，同样比较并交换逆序对。此过程完成后，最小的未排序元素会被移动到当前未排序区间的开头。

这一往返过程不断缩减待排序范围（即缩小左右边界 low 和 high），直到整个序列完全有序或某一趟遍历中未发生任何交换操作，表明排序已完成。

C++ 实现步骤

第1步：定义辅助函数

为了实现清晰的结构，首先定义用于交换数据和打印数组状态的辅助函数。在实际排序算法内部，交换操作可以通过标准库函数或手动指针交换完成。

第2步：构建双向起泡主逻辑

初始化左边界 low = 0 和右边界 high = n - 1。使用一个布尔变量 flag 监控每一轮是否发生了交换，若某轮往返均未交换，则提前结束循环。在每一轮循环中，先执行正向冒泡，再执行反向冒泡。

#include<iostream>
using namespace std;

// 交换两个数的引用
void swap(int &i, int &j)
{
    int t = i;
    i = j;
    j = t;
}

// 打印数组状态
void show(int a[], int n)
{
    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        cout << a[i] << " ";
    }
    cout << endl;
}

// 双向起泡排序核心算法
void bubblesort(int a[], int n)
{
    int low = 0, high = n-1;
    bool flag = true;

    // 当左右边界未相遇且上一轮发生过交换时继续
    while(low < high && flag)
    {   
        flag = false; // 重置标志位

        // 正向扫描：从低到高，确定最大值位置
        int i = low;
        while(i < high)
        {
            if(a[i] > a[i + 1])
            {
                swap(a[i], a[i + 1]);
                flag = true; // 标记发生了交换
            }
            i++;
        }
        high--; // 最大元素已就位，右边界左移

        // 反向扫描：从高到低，确定最小值位置
        int j = high;
        while(j > low)
        {
            if(a[j] < a[j-1])
            {
                swap(a[j-1], a[j]);
                flag = true; // 标记发生了交换
            }
            j--;
        }
        low++; // 最小元素已就位，左边界右移
    }
}

int main(){
    int a[] = {10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1};
    int n = 10;

    // 执行双向冒泡排序
    bubblesort(a, n);

    // 输出最终结果
    cout << "after sort" << endl;
    show(a, n);

    return 0;
}