十大排序--希尔排序

希尔排序

介绍

希尔排序，也称递减增量排序算法，是插入排序的一种更高效的改进版本。但希尔排序是非稳定排序算法。平均时间复杂度$O(n^{1.3}）$

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；

希尔排序的基本思想是：先将整个待排序的记录序列分割成为若干子序列分别进行直接插入排序，待整个序列中的记录"基本有序"时，再对全体记录进行依次直接插入排序。

步骤

• 选择一个增量step,一般初始化为待排序数组长度的一半，每次循环增量为原来的一半向下取整；
• 每趟排序，根据对应的增量 step，将待排序列分割成若干长度为 m 的子序列，分别对各子表进行直接插入排序；
• 仅增量因子为 1 时（普通插入排序），整个序列作为一个表来处理，表长度即为整个序列的长度；

演示

推荐排序算法动态调试、演示网站: https://www.cs.usfca.edu/~galles/visualization/ComparisonSort.html

图片来源于：https://baike.baidu.com/item/%E5%B8%8C%E5%B0%94%E6%8E%92%E5%BA%8F/3229428?fr=aladdin

代码与思想

/**
 * TODO 希尔排序
 *
 * @author nanfeng
 * @date 2022/03/26/ 16:40
 */
public class ShellSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] nums = new int[]{49, 38, 65, 97, 76, 13, 27, 48, 55, 4};
        shellSort(nums);
        System.out.println(Arrays.toString(nums));
    }

    static void shellSort(int[] nums) {
        // 查询间隔不断缩小，最小为1 即为普通插入排序
        for (int step = nums.length / 2; step >= 1; step /= 2) {
            // 普通插入排序未排序序列为 1-nums.length，希尔排序即为 step-nums.length,每次递增step
            for (int i = step; i < nums.length; i += step) {
                // 以下与插入排序思想一致，插入排序详解请看 https://blog.youkuaiyun.com/qq_42295733/article/details/123957037?spm=1001.2014.3001.5501
                int temp = nums[i];
                int j = i;
                while (j > 0 && nums[j - step] > temp) {
                    nums[j] = nums[j - step];
                    j -= step;
                }
                nums[j] = temp;
            }
        }
    }
}