Java排序算法之希尔排序

1.插入排序存在问题

数组 arr = {2,3,4,5,6,1} ，在需要插入的数 1(最小)时，过程为：

{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。

2. 希尔排序介绍

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。

3. 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

4. 图解

Java排序算法之希尔排序

5. 代码实现

1）java实现（后面有优化）

// 希尔排序时，对有序序列在插入时采用交换法
public static void shellSort(int[] arr) {
    int temp = 0;for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
        for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
            // 遍历各组中所有的元素(共gap组，每组有个元素), 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，说明交换
                if (arr[j] > arr[j + gap]) {
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + gap];
                    arr[j + gap] = temp;
                }
            }
        }
    }
}

2）逐步推导

// 希尔排序的第1轮排序
// 因为第1轮排序，是将10个数据分成了 5组
for (int i = 5; i < arr.length; i++) {
    // 遍历各组中所有的元素(共5组，每组有2个元素), 步长5
    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，说明交换
        if (arr[j] > arr[j + 5]) {
            temp = arr[j];
            arr[j] = arr[j + 5];
            arr[j + 5] = temp;
        }
    }
}

System.out.println("希尔排序1轮后=" + Arrays.toString(arr));//


// 希尔排序的第2轮排序
// 因为第2轮排序，是将10个数据分成了 5/2 = 2组
for (int i = 2; i < arr.length; i++) {
    // 遍历各组中所有的元素(共5组，每组有2个元素), 步长5
    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，说明交换
        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2轮后=" + Arrays.toString(arr));//

// 希尔排序的第3轮排序
// 因为第3轮排序，是将10个数据分成了 2/2 = 1组
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
    // 遍历各组中所有的元素(共5组，每组有2个元素), 步长5
    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，说明交换
        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3轮后=" + Arrays.toString(arr));//

View Code