在用于整数数组的 Shell 排序中计数数组操作

Question

我正在尝试计算在我接受整数数组的 Shell 排序方法中发生的数组操作的数量（分配到/输出数组，以及与数组元素的比较）。

这是我的 Shell 排序正在使用的代码

 public static <T extends Comparable<? super T>> void shellSort(T[] a) {
    int gap = a.length / 2;
    while (gap >= 1) {
        if (gap % 2 == 0) {
            ++gap;
        }
        for (int i = gap; i < a.length; ++i) {
            int p = i;
            numAsgn++;
            T temp = a[p];
            numComp++;
            while (p >= gap && a[p - gap].compareTo(temp) > 0) {
                numAsgn++;
                a[p] = a[p - gap];
                p -= gap;
            }
            numAsgn++;
            a[p] = temp;
        }
        if (tracing) {
            System.out.println("...gap=" + gap + ": " + Arrays.toString(a));
        }
        gap /= 2;
    }
}

这是我期待的输出。

（注意：我对其他排序方法执行相同的操作，但这与我的问题无关）

我的 shell 排序得到的输出：

因此，我得出结论，我错过了在某处更新numComp 的值，但我不知道它在我的代码中的位置。 任何帮助表示赞赏。

此外，我尝试将计数更改为这种方式。但无济于事。

//numComp++;
            while (p >= gap && a[p - gap].compareTo(temp) > 0) {
                numComp++;
                numAsgn++;
                a[p] = a[p - gap];
                p -= gap;
            }

我不明白这是怎么可能的，因为循环会多次更新numComp++，但这里的数字要低得多。

Answer 1

试试这个：

.....
T temp = a[p];
numComp++;
boolean in = false;
while (p >= gap && a[p - gap].compareTo(temp) > 0) {
    if(in) numComp++;
    in = true;
    numAsgn++;
    a[p] = a[p - gap];
    p -= gap;
}
.....

关键是不要在外部比较中计算两次。

然后是部分：

if (gap % 2 == 0) {
    ++gap;
}

这里好像不对，没必要，删掉就好了。

完整代码为：

public static <T extends Comparable<? super T>> void shellSort(T[] a) {
    int gap = a.length / 2;
    int numAsgn = 0, numComp = 0;
    while (gap >= 1) {
        for (int i = gap; i < a.length; ++i) {
            int p = i;
            numAsgn++;
            T temp = a[p];
            numComp++;
            boolean in = false;
            while (p >= gap && a[p - gap].compareTo(temp) > 0) {
                if (in)
                    numComp++;
                in = true;
                numAsgn++;
                a[p] = a[p - gap];
                p -= gap;
            }
            numAsgn++;
            a[p] = temp;
        }
        gap /= 2;
    }
    System.out.println(numComp + "," + numAsgn);
}

Answer 2

        numComp++; // comparing perhaps more than once but only counted as once here
        while (p >= gap && a[p - gap].compareTo(temp) > 0) { // this loop will result in multiple comparisons, is it not?
            numAsgn++;
            a[p] = a[p - gap];
            p -= gap;
        }

由于需要直接解决，我们分别记录内部比较，然后将其添加到 total 比较计数器如下：

        numComp++; // for the loop termination comparison;
        int innerComp = 0; // for the loop non-termination comparison;
        while (p >= gap && a[p - gap].compareTo(temp) > 0) {
            innerComp++;
            numAsgn++;
            a[p] = a[p - gap];
            p -= gap;
        }
        numComp += innerComp;