Shell排序仅比冒泡排序快3倍？答案

【问题标题】：Shell sort only 3 times faster than Bubble sort?Shell排序仅比冒泡排序快3倍？
【发布时间】：2016-07-23 09:14:55
【问题描述】：

我在 C 中实现了 Shell 排序，它只比冒泡排序快 3 倍。这是我的排序持续时间（以秒为单位）：

For list of 100 integers:
BubbleSort: 0.000333
ShakeSort: 0.000282
QuickSort: 0.000048
QuickSort_Iter: 0.000063
InsertionSort: 0.000188
ShellSort: 0.000150

For list of 1000 integers:
BubbleSort: 0.028191
ShakeSort: 0.019354
QuickSort: 0.000435
QuickSort_Iter: 0.000528
InsertionSort: 0.011917
ShellSort: 0.003664

For list of 5000 integers:
BubbleSort: 0.241116
ShakeSort: 0.222127
QuickSort: 0.001306
QuickSort_Iter: 0.001592
InsertionSort: 0.151656
ShellSort: 0.091002

For list of 10000 integers:
BubbleSort: 0.959580
ShakeSort: 0.872648
QuickSort: 0.002877
QuickSort_Iter: 0.003379
InsertionSort: 0.601329
ShellSort: 0.350866

这是正常的还是我的实现可能有问题？

【问题讨论】：

这很大程度上取决于您的数据集
它是基于数组的伪随机整数 0-999 向量。我只是想知道在任何情况下，Shell 排序的性能是否合理
不存在“任何”条件。条件真的很重要......假设你有一个完全排序的数字数组，除了第一个和最后一个被交换的数组：在这种情况下，shell 排序可能比冒泡排序更快（因为它可以进行一次交换，而冒泡排序必须交换所有数字）......但这只是一种极端情况：这并不意味着冒泡排序比壳排序慢或快，它只意味着对于那个特定的数据集。大 O 中的 n 很重要 :-)
算法不是“快3倍”。冒泡排序具有O(n) 到O(n*n) 的复杂度，而外壳排序具有O(n*log n) 到O(n*log n*log n) 的复杂度。请参阅 en.wikipedia.org/wiki/Shellsort 和 en.wikipedia.org/wiki/Bubble_sort。但这些都是“渐近复杂度”，实数取决于实现细节，尽管它们倾向于渐近复杂度。
重复测量 1000000 个元素。

标签： c shellsort

【解决方案1】：

我有一个排序基准测试程序，内置了 4 个 shell 排序和冒泡排序变体。四个变体中的三个具有相似的计时属性；第四个比其他三个差得多。但是，当排序大小为 1000 时，3 个 shell 排序花费的时间不到 100µs，而慢速排序花费的时间不到 600µs，冒泡排序花费的时间不到 900µs，但大小为 10,000 时，时间在 1-2ms、70ms 和 142ms 之间变化，在大小为 100,000 的情况下，时间在 14-30 毫秒、8.6 秒和 18 秒之间变化。因此，其中一种 shell 排序的速度大约是冒泡排序的一半，但其他的要好得多。 ——乔纳森·莱弗勒

好的，我更改了实现，在 Shell 排序期间使用插入排序逻辑对子向量进行排序，所以现在它按预期执行 - LynnXe

【讨论】：

【解决方案2】：

我会说这是您的实施的“问题”。

shellsort 的棘手之处在于，对于要排序的给定 n 值序列，有一组间隙将导致 shellsort - 对于一般情况 - 优于所有其他间隙集 - 或标准算法那件事*。不太好的差距会导致表现不佳甚至糟糕。

来自 Knuth、Sedgewick、Ciura 和其他人的序列并不是那么好，但让我们面对现实吧，考虑到我们对算法的秘密知之甚少，找到给定 n 的最佳间隙集是一项艰巨的任务。

正如我写的关于here 的那样，评估一组差距以找到最佳差距是很棘手的（尤其是对于大型值集）。

针对 n 的值集进行测试

___________________ 编辑 ___________________

我建议您尝试以下 n=100 的间隙：{99,60,16,4,1}，我认为这将改善您的 100 整数 shellsort 结果。

【讨论】：