希尔排序-MW

希尔排序的基本思想:先将待排序的表分割成若干个形如L[i,i+d,i+d,...,i+kd]的特殊字表,分别进行插入。当整个表基本有序的时候,在对全体记录进行一次直接插入。用图理解:


如果对插入排序熟练,希尔排序就很好写了。就是“子数组的插入排序”。

#include <iostream>
using namespace std;

void shellSort(int a[],int n)
{
	//while (gap!=0)
	//{
	for (int gap=n/2;gap>0;gap=gap/2)  //循环步长
	{
		for (int i=0;i<gap;i++)					//遍历步长内元素(后面的也与这些元素联系在一起)
		{
			for (int j=i+gap;j<n;j=j+gap)  //"特殊"子表内插入排序
			{
				if (a[j-gap]>a[j])
				{
					int temp=a[j];
					int k=j-gap;
					while (k>=0&&a[k]>temp)//
					{
						a[k+gap]=a[k];
						k=k-gap;
					}
					a[k+gap]=temp;
				}
			}
		}
	}
		//gap=gap/2;
	//}
}
void main()
{
	int a[]={49,38,65,97,26,13,27,49,55,4};
	shellSort(a,10);
	int b[10];
	for (int i=0;i<10;i++)
	{
		cout << a[i] <<endl;
	}
}
2上面的代码对直观的理解希尔排序很大帮助。但是代码量大,不够简洁。可以更改每组内的插入排序的方法,每次从第二个数开始(以为第一个数已经是有序的了).每次数组从第gap个元素开始,每个元素与自己组内的数据进行直接插入排序。

#include <iostream>
using namespace std;

void shellSort(int a[],int n)
{
	//while (gap!=0)
	//{
	for (int gap=n/2;gap>0;gap=gap/2)  //循环步长
	{
		//for (int i=0;i<gap;i++)					//遍历步长内元素(后面的也与这些元素联系在一起)
		//{
		//	for (int j=i+gap;j<n;j=j+gap)  //"特殊"子表内插入排序
			for (int j=gap;j<n;j++)
			{
				if (a[j-gap]>a[j])
				{
					int temp=a[j];
					int k=j-gap;
					while (k>=0&&a[k]>temp)//以a[j]为中心,已经排序好的元素挨个与a[j]比较
					{
						a[k+gap]=a[k];
						k=k-gap;
					}
					a[k+gap]=temp;
				}
			}
		//}
	}
		//gap=gap/2;
	//}
}

void main()
{
	int a[]={49,38,65,97,26,13,27,49,55,4};
	shellSort(a,10);
	int b[10];
	for (int i=0;i<10;i++)
	{
		cout << a[i] <<endl;
	}
}
3第三种插入方法进行希尔排序


#include <iostream>
using namespace std;

void shellSort(int a[],int n)
{
	for (int gap=n/2;gap>0;gap/=2)
	{
		for (int j=gap;j<n;j++)
		{
			for (int k=j;a[k-gap]>a[k]&&k>=0;k=k-gap)
			{
				swap(a[k],a[k-gap]);
			}
		}
	}
}

void main()
{
	int a[]={49,38,65,97,26,13,27,49,55,4};
	shellSort(a,10);
	int b[10];
	for (int i=0;i<10;i++)
	{
		cout << a[i] <<endl;
	}
}








### 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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