希尔排序详解

最新推荐文章于 2025-07-15 21:05:50 发布

国家二级残序员

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分类专栏：数据结构与算法文章标签：希尔排序数据

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本文深入探讨了希尔排序的工作原理，从其产生的背景出发，对比插入排序的局限性，介绍了希尔排序如何通过调整元素间的间隔实现更高效的排序过程。文章还详细说明了步长计算的方法，并附带了一个具体的Java实现示例。

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1.希尔排序的产生

希尔排序是基于插入排序的，插入排序步长为1的，而插入排序的步长是计算出来的。(学习希尔排序之前需要了解插入排序)。

2.插入排序的缺陷

步长为1的插入排序，必须得移动多次，举个栗子，假如一个很小的数据在考右侧的位置上，那么要讲该数据排序到正确的位置上，则所有中间数据都需要向右移动一次。

3.希尔排序的优点

希尔排序通过加大插入排序中元素之间的间隔（步长），并对这些间隔的元素进行排序，从而使得数据可以大幅度的移动，当完成该间隔的排序后，希尔排序会减少数据的间隔再进行排序，依次进行下去。

4.步长的计算

步长h的初始值为1，通过公式：h=3*h+1来循环计算，知道该间隔大于数组的大小时停止。
,h取值为（1，4，13，40…）

5.步长减少计算

通过公式：h=（h-1）/3

6.讲解代码

    public static void sort(long[] arr) {
        //初始化一个间隔
        int h = 1;
        //计算最大间隔
        while(h < arr.length / 3) {
            h = h * 3 + 1;
        }

        while(h > 0) {
            //进行插入排序
            long tmp = 0;
            for(int i = h; i < arr.length; i++) {
                tmp = arr[i];
                int j = i;
                while(j > h - 1 && arr[j - h] >= tmp) {
                    arr[j] = arr[j - h];
                    j -= h;
                }
                arr[j] = tmp;
            }
            //减小间隔
            h = (h - 1) / 3;
        }
    }
}