希尔排序算法

最新推荐文章于 2023-01-17 16:23:59 发布

hellohass

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分类专栏： java数据结构文章标签：算法 java 数据希尔排序 class

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本文详细介绍了希尔排序的原理，与插入排序的区别，以及时间复杂度的改进。通过代码实例展示了希尔排序的实现过程，包括间隔计算、外循环和内循环的工作机制。最后，通过主函数演示了希尔排序的应用，以及与随机数生成的整合。

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这篇是介绍一下希尔排序，希尔排序的原理就是在插入排序的基础上进行修改，相比起插入排序的元素移动次数，希尔排序移动次数大大的减少。

希尔排序的原理是将一定间隔的元素进行比较，再进行交换，此举的好处在于若两个元素的距离相差比较远，那可以不用移动许多的元素再进行交换，而是直接进行交换，这就省去了许多的时间开销，由原来插入排序的O(N^2)降到现在的O(N*(logN)^2)，时间复杂度大大的减少，虽然没有快速排序快（下一篇讲），但已经是很大的进步了。

现在我们来看看代码：

<span style="font-size:24px;">public class MyArray {
	private int nElem;
	private long[] theArray;
	
	public MyArray(int s){
		theArray = new long[s];
		nElem = 0;
	}
	
	public void insert(long data){
		theArray[nElem] = data;
		nElem++;
	}
	
	public void displayArray(){
		System.out.println("A = ");
		for (int i = 0; i < nElem; i++) {
			System.out.print(theArray[i] + "  ");
		}
		System.out.println("");
	}</span>

这个应该没什么大问题，再来看主要的shellsort()方法：

public void shellSort(){
		int inner,outer;
		long temp ;
		int h = 1;
		
		while(h <= (nElem/3)){       //设置比较间隔
			h = h*3+1;               //h 为1,4,9。。。
		}
		
		while (h>0) {
			for (outer = h ; outer < nElem; outer++) {                 //一个外循环。每次获得间隔，进行循环比较
				temp = theArray[outer];
				inner = outer;
				while (inner>h-1 && theArray[inner-h] > temp) {       //内循环，对几个间隔元素进行比较，将大的放在后面
					theArray[inner] = theArray[inner - h];
					inner  -= h;
				}
				theArray[inner] = temp;
			}
			h = (h-1)/3;
		}
	}

要注意这里有两个循环，外循环以及内循环，不能搞错，两个循环在代码中已经有注释，就不再赘述了，需要注意的是对间隔的计算，我们这里使用的间隔是常用间隔，计算公式为h= h*3+1，并且在循环时候，间隔是逐渐减小的，这个大家需要注意一下。

然后是主函数:

public class TestShell {

	public static void main(String[] args) {
		MyArray myArray = new MyArray(100);
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			int n = (int) (java.lang.Math.random()*99);
			myArray.insert(n);
		}
		
		myArray.displayArray();
		myArray.shellSort();
		myArray.displayArray();
	}

}

这个应该没什么问题，然后是运行结果：