算法:排序算法之希尔排序

希尔排序是一种改进的插入排序算法,通过设置不同的增量分组进行排序,逐步减少增量直到为1,实现快速排序。其基本思想是先进行分组插入排序,然后逐步缩小增量,利用插入排序在部分有序时的高效性,提高整体排序效率。希尔排序的时间复杂度为O(Nlog2N),空间复杂度为O(1),是不稳定的排序算法。文章详细介绍了希尔排序的原理、实现逻辑、动图演示、性能分析,并提供了C、C++、Java版本的代码实现。

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在前面已经对冒泡排序、直接插入排序做了说明分析,本篇将对希尔排序进行相关说明分析。


排序算法系列目录说明
  • 冒泡排序(Bubble Sort)
  • 插入排序(Insertion Sort)
  • 希尔排序(Shell Sort)
  • 选择排序(Selection Sort)
  • 快速排序(Quick Sort)
  • 归并排序(Merge Sort)
  • 堆排序(Heap Sort)
  • 计数排序(Counting Sort)
  • 桶排序(Bucket Sort)
  • 基数排序(Radix Sort)

希尔排序(Shell Sort)

希尔排序的实质就是分组插入排序,该方法又称递减增量排序算法,因DL.Shell于1959年提出而得名。希尔排序是非稳定的排序算法。

在上一篇《算法:排序算法之插入排序》中优化方案中就有提到过使用希尔排序进行改进。希尔排序是基于插入排序的以下两点性质而提出改进方法的:

插入排序在对几乎已经排好序的数据操作时,效率高,即可以达到线性排序的效率但插入排序一般来说是低效的,因为插入排序每次只能将数据移动一位

1. 基本思想

先将整个待排元素序列分割成若干个子序列(由相隔某个“增量”的元素组成的)分别进行直接插入排序,然后依次缩减增量再进行排序,待整个序列中的元素基本有序(增量足够小)时,再对全体元素进行一次直接插入排序。

因为直接插入排序在元素基本有序的情况下(接近最好情况),效率是很高的,因此希尔排序在时间效率上比前两种方法有较大提高。

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