排序算法-希尔排序
希尔排序
简单插入排序存在的问题
我们看简单的插入排序可能存在的问题.
数组 arr = {2,3,4,5,6,1} 这时需要插入的数 1(最小), 这样的过程是：
{2,3,4,5,6,6}
{2,3,4,5,5,6}
{2,3,4,4,5,6}
{2,3,3,4,5,6}
{2,2,3,4,5,6}
{1,2,3,4,5,6}
结论: 当需要插入的数是较小的数时，后移的次数明显增多，对效率有影响.
希尔排序法介绍
希尔排序是希尔（Donald Shell）于 1959 年提出的一种排序算法。希尔排序也是一种插入排序，它是简单插入
排序经过改进之后的一个更高效的版本，也称为缩小增量排序。
希尔排序法基本思想
希尔排序是把记录按下标的一定增量分组，对每组使用直接插入排序算法排序；随着增量逐渐减少，每组包含的关键词越来越多，当增量减至 1 时，整个文件恰被分成一组，算法便终止
希尔排序法的示意图
有一群小牛, 考试成绩分别是 {8,9,1,7,2,3,5,4,6,0} 请从小到大排序. 请分别使用
- 希尔排序时， 对有序序列在插入时采用交换法, 并测试排序速度.
- 希尔排序时， 对有序序列在插入时采用移动法, 并测试排序速度
- 代码实现
交换式
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 | package com.xuge.sort;import java.util.Arrays;/** * author: yjx * Date :2022/5/3015:06 **/public class ShellSort { public static void main(String[] args) { int arr[]={8,9,1,7,2,3,5,4,6,0}; shellSort(arr); } public static void shellSort(int []arr){ int temp=0; int count=0; for(int gap=arr.length/2;gap>0;gap/=2){ for(int i=gap;i<arr.length;i++){ //遍历各组中的所有元素,共gap组，每组有2个元素，步长gap for(int j=i-gap;j>=0;j-=gap){ //如果当前元素大于加上步长后的那个元素，需要交换 if(arr[j]>arr[j+gap]){ temp=arr[j]; arr[j]=arr[j+gap]; arr[j+gap]=temp; } } } System.out.println("希尔排序第"+(++count)+"轮"+Arrays.toString(arr)); } /* //希尔排序第一轮 //将10个数据分成5组10/2 for(int i=5;i<arr.length;i++){ //遍历各组中的所有元素 for(int j=i-5;j>=0;j-=5){ //如果当前元素大于加上步长后的那个元素，需要交换 if(arr[j]>arr[j+5]){ temp=arr[j]; arr[j]=arr[j+5]; arr[j+5]=temp; } } } //5/2=2 temp=0; for(int i=2;i<arr.length;i++){ //遍历各组中的所有元素 for(int j=i-2;j>=0;j-=2){ //如果当前元素大于加上步长后的那个元素，需要交换 if(arr[j]>arr[j+2]){ temp=arr[j]; arr[j]=arr[j+2]; arr[j+2]=temp; } } } System.out.println("====希尔排序第二轮"+Arrays.toString(arr)); //2/2=1 for(int i=1;i<arr.length;i++){ //遍历各组中的所有元素 for(int j=i-1;j>=0;j-=1){ //如果当前元素大于加上步长后的那个元素，需要交换 if(arr[j]>arr[j+1]){ temp=arr[j]; arr[j]=arr[j+1]; arr[j+1]=temp; } } } System.out.println("====希尔排序第三轮"+Arrays.toString(arr));*/ }} |
速度测试
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 | public static void main(String[] args) { int arr[]={8,9,1,7,2,3,5,4,6,0}; shellSort(arr); int arr2[] = new int[80000]; for (int i = 0; i < 80000; i++) { arr2[i] = (int) (Math.random() * 80000000);//生成随机数[0,80000000); } System.out.println("====输出数组====="); Date data = new Date(); SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); String str = sdf.format(data); System.out.println("排序前的时间是:" + str);//24 shellSort(arr2); Date data2 = new Date(); String str2 = sdf.format(data2); System.out.println("排序后的时间是" + str2);//34} |
移位式
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 | //移位式 public static void shellSort2(int []arr) { //增量gap,并逐步的缩小增量 for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) { //从第gap个元素，逐步对其所在的组插入排序 for (int i = gap; i < arr.length; i++) { int j=i; int temp=arr[j]; if(arr[j]<arr[j-gap]){ while(j-gap>=0&&temp<arr[j-gap]){ //移动 arr[j]=arr[j-gap]; j-=gap; } //退出循环，找到插入位置 arr[j]=temp; } } } } |
