插入排序之希尔排序

1.直接插入排序存在的问题

直接插入排序与希尔排序相比还是有一些问题的。

结论：当需要插入的数是比较小的数时，后移的次数明显增多，对效率有影响。

2.希尔排序的基本介绍

(1)希尔排序就是希尔(Donald Shell)于1959年提出的一种排序算法。希尔排序也是插入排序，它是简单插入排序经过改进之后的一个更高晓的版本，也成为缩小增量排序。
(2)希尔排序是把记录按下标的一定增量分组，对每个分组使用直接插入算法排序：随着增量逐渐减少，每组包含的关键词越来越多，当增量减少到1时，整个数组就会被分成一组，算法遍中止。

3.希尔排序的示意图

4.希尔排序代码演示

(1)交换法

@Test
public void testSort(){
    //我们来测一下各种排序速度
    int[] array = new int[100000];
    for (int i = 0; i < array.length; i++) {
        array[i] = (int) (Math.random()*100000);
    }
    long start = System.currentTimeMillis();
    //bubbleSorting(array);//冒泡排序排序100000个数总耗时17984毫秒
    //selectSorting(array);//选择排序排序100000个数总耗时3203毫秒
    //insertSorting(array);//直接插入排序100000个数总耗时1109毫秒
    shellSortByExchange(array);//希尔的交换排序100000个数总耗时7829毫秒
     long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("总共耗时:"+(end-start));
}
//希尔排序
public void shellSortByExchange(int[] array) {
    //渐渐缩小步长(grap)
    for (int grap = array.length/2; grap >= 1 ; grap/=2) {
        //每一次步长所循环的次数
        for (int i = grap; i < array.length; i++) {
            //遍历各组中的元素
            for (int j = i-grap; j >= 0 ; j-=grap) {
                //交换
                if (array[j] > array[j+grap]) {
                    int temp = array[j];
                    array[j] = array[j+grap];
                    array[j+grap] = temp;
                }
            }
        }
    }
}

(2)移动法

@Test
public void testSort(){
    //我们来测一下各种排序速度
    int[] array = new int[100000];
    for (int i = 0; i < array.length; i++) {
        array[i] = (int) (Math.random()*100000);
    }
    long start = System.currentTimeMillis();
    //bubbleSorting(array);//冒泡排序排序100000个数总耗时17984毫秒
    //selectSorting(array);//选择排序排序100000个数总耗时3203毫秒
    //insertSorting(array);//直接插入排序100000个数总耗时1109毫秒
    //shellSortByExchange(array);//希尔的交换排序100000个数总耗时7829毫秒
    shellSortByMove(array);//希尔的移动排序100000个数总耗时16毫秒
    long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("总共耗时:"+(end-start));
}
//希尔排序
public void shellSortByMove(int[] array) {
    //渐渐缩小步长(grap)
    for (int grap = array.length/2; grap >= 1 ; grap/=2) {
        //每一次步长所循环的次数
        for (int i = grap; i < array.length; i++) {
           int j = i;
           int temp = array[j];
           while (j-grap >= 0 && temp <array[j-grap]) {
               array[j] = array[j-grap];
               j-=grap;
           }
           //判断此次循环有没有移动
           if (j != i) {
               array[j] = temp;
           }
        }
    }
}

总结：希尔排序的交换法和移动法的效率相差还是挺大的。