8大排序之---(2)希尔排序

本文详细介绍了希尔排序的基本思想及实现步骤,希尔排序是一种增强版的插入排序算法,通过将待排序数组分割成多个子序列并逐步缩小增量来进行排序。

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                                                                                               希尔排序 

(一)基本思想:

希尔排序:     其实就是加强版的插入排序。首先把待排序的数据根据增量分成几个子序列,对子序列进行插入排序,                         直到增量为1,直接进行插入排序;

                       增量 的选择:一般为数组长度的二分之一,再变为原来增量的二分之一....直到增量为1


比如数据:int a [] = {4,3,8,2,5,7,1,0  } 这时候增量为a.length /2 = 4;所以根据4,把数据分为几个子序列(4,5)(3,7),(8,1)(2,0),然后对子序列进行插入排序

(1)过程如下:

对每一个子序列进行插入排序:


(2)gap = gap/2 = 4/2 =2  这时候子序列为:(4,1,5,8),(3,0,7,2)


(3)gap = gap/2=2/1=1  这时候再进行一次插入排序,就是最后的结果:


(二)代码如下:

public class XiEr {
	
	public static void main(String args[]) {
		int a [] = {49,38,65,97,76,13,27,49,55,4};
		shellSort(a);
		System.out.print("结果为"+ a[0]+","+a[1]+","+a[2]+","+a[3]+","+a[4]+","+a[5]+","+a[6]+","+a[7]+","+a[8]+","+a[9]);
	
	}
	
	public static void shellSort(int[] list) {
	    int gap = list.length / 2;
	 
	    while (1 <= gap) {
	        // 把距离为 gap 的元素编为一个组,扫描所有组
	        for (int i = gap; i < list.length; i++) {
	            int j = 0;
	            int temp = list[i];
	 
	            // 对距离为 gap 的元素组进行排序
	            for (j = i - gap; j >= 0 && temp < list[j]; j = j - gap) {
	                list[j + gap] = list[j];
	            }
	            list[j + gap] = temp;
	        }
	 
	        System.out.format("gap = %d:\t", gap);
	      
	        gap = gap / 2; // 减小增量
	    }
	}

}




### 希尔排序算法详解 #### 算法概述 希尔排序(Shell Sort),亦称为递减增量排序算法,是对插入排序的一种优化版本[^1]。该算法由Donald Shell于1959年提出,并在论文“A high-speed sorting procedure”中对其进行了详细的阐述[^3]。 #### 工作原理 希尔排序通过比较相隔一定间隔的元素来工作,这些间隔逐渐减少直到变为1。当间隔为1时,希尔排序即成为普通的插入排序。这种策略使得远距离的数据可以更快地移动到接近其最终位置的地方,从而提高了整体性能[^4]。 #### 时间复杂度分析 尽管具体的渐近时间复杂度取决于所使用的间隔序列,但在最坏情况下,希尔排序的时间复杂度通常优于简单的插入排序。对于某些特定的选择间隔序列,平均情况下的表现甚至能够达到接近\( O(n \log n) \)。 #### 实现细节 以下是使用Python编写的希尔排序的具体实现: ```python def shell_sort(arr): n = len(arr) gap = n // 2 while gap > 0: for i in range(gap, n): temp = arr[i] j = i while j >= gap and arr[j - gap] > temp: arr[j] = arr[j - gap] j -= gap arr[j] = temp gap //= 2 if __name__ == "__main__": test_array = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90] print("原始数组:", test_array) shell_sort(test_array) print("排序后的数组:", test_array) ``` 这段代码展示了如何利用逐步缩小的间隔来进行多次部分有序化的操作,最后完成整个列表的完全排序过程[^2]。
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