思路
希尔排序为多轮等跨度插入排序。第一轮等跨度插入排序的跨度为 n/2,有 n/2 次插入排序。后面每轮跨度缩小到原来的一半。
代码
public class ShellSort{
public static void shellSort(int[] arr) {
int d = arr.length;
while(d > 1){
d = d/2;
for(int x = 0; x < d; x++){
for (int i = d; i < arr.length; i = i+d) {
int j = i - d;
int iValue = arr[i];
for (; j >= 0 && arr[j] > iValue; j = j-d) {
arr[j+d] = arr[j];
}
arr[j+d] = iValue;
}
}
}
}
public static void main(String[] args){
int[] array = new int[]{5,8,6,3,9,2,1,4,7};
shellSort(array);
System.out.println(Arrays.toString(array));
}
}
复杂度分析
时间复杂度
利用粗调的方式减少了插入排序的工作量,平均时间复杂度低于O(n2)。
但某些情况时间复杂度会比直接插入排序慢,如跨度除了为 1 时总是有顺序的。
为了更有效,可以使每一轮插入排序的跨度不相等。
Hibbard增量:
1 3 7 15… 2k-1
最坏时间复杂度O(n3/2)
Sedgewick增量:
1 5 19 41…4k-3*2k+1
最坏时间复杂度O(n4/3)
空间复杂度
额外空间与数组长度无关
O(1)
稳定性分析
涉及大范围内的交换,不稳定
优势
减少了插入排序复制的次数、时间复杂度比插入排序低
适用场景
排序的开头做粗调整
本文深入解析希尔排序算法,探讨其作为多轮等跨度插入排序的原理,通过代码示例展示实现过程。分析希尔排序的时间复杂度,包括不同增量序列对效率的影响,以及其空间复杂度和稳定性。最后,讨论希尔排序在排序初期进行粗调整的优势和适用场景。
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