希尔排序 java详细讲解

1、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。

2、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

3、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.

4、希尔排序法的示意图

5、希尔排序法应用实例:

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

6、代码实现（交换法）

package com.qf.sort;import java.util.Arrays;public class ShellSort {    public static void main(String[] args) { int[] arr={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34}; shell(arr);    }    public static void shell(int[] arr){ //第一轮 int temp=0; for (int i=5;i< arr.length;i++){     for (int j=i-5;j>=0;j=j-5){  if (arr[j]>arr[j+5]){      temp=arr[j];      arr[j]=arr[j+5];      arr[j+5]=temp;  }     } } System.out.println("排序后的数据："); System.out.println(Arrays.toString(arr)); //第二轮 for (int i=2;i< arr.length;i++){     for (int j=i-2;j>=0;j=j-2){  if (arr[j]>arr[j+2]){      temp=arr[j];      arr[j]=arr[j+2];      arr[j+2]=temp;  }     } } System.out.println("排序后的数据："); System.out.println(Arrays.toString(arr)); //第三轮 for (int i=1;i< arr.length;i++){     for (int j=i-1;j>=0;j=j-1){  if (arr[j]>arr[j+1]){      temp=arr[j];      arr[j]=arr[j+1];      arr[j+1]=temp;  }     } } System.out.println("排序后的数据："); System.out.println(Arrays.toString(arr));    }}

7、代码实现（交换法简化）

package com.qf.sort;import java.util.Arrays;public class ShellSort {    public static void main(String[] args) { int[] arr={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34}; shell(arr);    }    public static void shell(int[] arr){ int temp=0; int count=0; //步长 for (int gap= arr.length/2;gap>=1;gap=gap/2){     count++;     for (int i=gap;i< arr.length;i++){  //分组  for (int j=i-gap;j>=0;j=j-gap){      if (arr[j]>arr[j+gap]){   temp=arr[j];   arr[j]=arr[j+gap];   arr[j+gap]=temp;      }  }     }     System.out.println("第"+count+"轮排序后的数据：");     System.out.println(Arrays.toString(arr)); }    }}

8、代码实现（移动法简化）

package com.qf.sort;import java.util.Arrays;public class ShellSort {    public static void main(String[] args) { int[] arr={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34}; shell2(arr); System.out.println(Arrays.toString(arr));    }    public static void shell(int[] arr){ int temp=0; int count=0; //步长 for (int gap= arr.length/2;gap>=1;gap=gap/2){     count++;     for (int i=gap;i< arr.length;i++){  //分组  for (int j=i-gap;j>=0;j=j-gap){      if (arr[j]>arr[j+gap]){   temp=arr[j];   arr[j]=arr[j+gap];   arr[j+gap]=temp;      }  }     } }    }    public static void shell2(int[] arr){ //增量gap，并且逐步的缩小增量 for (int gap=arr.length/2;gap>=1;gap=gap/2){     //从第gap个元素，逐个对其所在的组进行直接插入排序     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]){   arr[j]=arr[j-gap];   j=j-gap;      }      arr[j]=temp;  }     } }    }}

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