Java数据结构和算法排序算法之希尔排序

我们看简单的插入排序可能存在的问题.
数组 arr &＃061; {2,3,4,5,6,1} 这时需要插入的数 1( 最小), 这样的过程是&＃xff1a;

{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&＃xff0c;后移的次数明显增多&＃xff0c;对效率有影响.

希尔排序是希尔&＃xff08;Donald Shell&＃xff09;于 1959 年提出的一种排序算法。希尔排序也是一种 插入排序&＃xff0c;它是简单插入排序经过改进之后的一个更高效的版本&＃xff0c;也称为缩小增量排序。

希尔排序是把记录按下标的一定增量分组&＃xff0c;对每组使用直接插入排序算法排序&＃xff1b;
随着增量逐渐减少&＃xff0c;每组包含的关键词越来越多&＃xff0c; 当增量减至 1 时&＃xff0c;整个文件恰被分成一组&＃xff0c;算法便终止。

• 交换法


• 移动法

public class ShellSort {
public static void main(String[] args) {
// sort();
int[] arr &＃061; {8, 9, 1, 7, 2, 3, 5, 4, 6, 0};
// sort(arr);
sort2(arr);
}
/**
* 希尔排序-交换法
* &＃064;param arr array
*/
private static void sort(int[] arr) {
System.out.println(Arrays.toString(arr));
int temp &＃061; 0;
// 先分组&＃xff0c;gap是多少组
for (int gap &＃061; arr.length / 2; gap > 0; gap /&＃061; 2) {
for (int i &＃061; gap; i < arr.length; i&＃043;&＃043;) {
// 遍历各组中所有元素&＃xff0c;共gap组&＃xff0c;步长也是gap
for (int j &＃061; i - gap; j >&＃061; 0; j -&＃061; gap) {
// 如果当前元素大于加上步长后的元素&＃xff0c;就交换位置
if (arr[j] > arr[j &＃043; gap]) {
temp &＃061; arr[j];
arr[j] &＃061; arr[j &＃043; gap];
arr[j &＃043; gap] &＃061; temp;
}
}
}
}
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
/**
* 希尔排序-移位法
* &＃064;param arr array
*/
private static void sort2(int[] arr) {
System.out.println(Arrays.toString(arr));
// 先分组&＃xff0c;gap是多少组
for (int gap &＃061; arr.length / 2; gap > 0; gap /&＃061; 2) {
// 从第gap个元素&＃xff0c;逐个对其所在的组进行直接插入排序
for (int i &＃061; gap; i < arr.length;i&＃043;&＃043;) {
int j &＃061; i;
int temp &＃061; arr[j];
if (arr[j] < arr[j - gap]) {
while (j - gap >&＃061; 0 && temp < arr[j - gap]) {
// 移动
arr[j] &＃061; arr[j - gap];
j -&＃061; gap;
}
// 退出while后&＃xff0c;就给temp找到插入的位置
arr[j] &＃061; temp;
}
}
}
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
public static void sort() {
int[] arr &＃061; {8, 9, 1, 7, 2, 3, 5, 4, 6, 0};
System.out.println("排序之前的数组&＃xff1a;");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
int temp;
// 第1轮 10个数据分为5组
for (int i &＃061; 5; i < arr.length; i&＃043;&＃043;) {
for (int j &＃061; i - 5; j >&＃061; 0; j -&＃061; 5) {
if (arr[j] > arr[j &＃043; 5]) {
temp &＃061; arr[j];
arr[j] &＃061; arr[j &＃043; 5];
arr[j &＃043; 5] &＃061; temp;
}
}
}
System.out.println("第1轮插入后&＃xff1a;");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
// 第2轮 10个数据分为 5/2 &＃061; 2 组
for (int i &＃061; 2; i < arr.length; i&＃043;&＃043;) {
for (int j &＃061; i - 2; j >&＃061; 0; j -&＃061; 2) {
if (arr[j] > arr[j &＃043; 2]) {
temp &＃061; arr[j];
arr[j] &＃061; arr[j &＃043; 2];
arr[j &＃043; 2] &＃061; temp;
}
}
}
System.out.println("第2轮插入后&＃xff1a;");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
// 第3轮 10个数据分为 2/2 &＃061; 1 组
for (int i &＃061; 1; i < arr.length; i&＃043;&＃043;) {
for (int j &＃061; i - 1; j >&＃061; 0; j -&＃061; 1) {
if (arr[j] > arr[j &＃043; 1]) {
temp &＃061; arr[j];
arr[j] &＃061; arr[j &＃043; 1];
arr[j &＃043; 1] &＃061; temp;
}
}
}
System.out.println("第3轮插入后&＃xff1a;");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}


[8, 9, 1, 7, 2, 3, 5, 4, 6, 0]
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]


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