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  • 希尔排序

    Java实现希尔排序

    Posted on 2013-09-09 12:05 DM张朋飞 阅读(281) 评论(4编辑 收藏

            华杰让我看了一道面试题:现有一段程序S,可以对任意n个数进行排序。如果现在需要对n^2个数进行排序,最少需要调用S多少次?(只允许调用S,不可以做别的操作)。

            看到了这个,我想试试希尔排序,就学学。

    一.理论准备

            希尔排序是基于直接插入排序的,不懂得请看这一篇http://www.cnblogs.com/hxsyl/archive/2013/06/02/3113656.html

            希尔排序(Shell Sort)是插入排序的一种,是针对直接插入排序算法的改进,是将整个无序列分割成若干小的子序列分别进行插入排序,希尔排序并不稳定。该方法又称缩小增量排序,因DL.Shell于1959年提出而得名。

            基本思想:先取一个小于n的整数d1作为第一个增量,把文件的全部记录分成d1个组。所有距离为d1的倍数的记录放在同一个组中。先在各组内进行直接插入排序;然后,取第二个增量d2<d1重复上述的分组和排序,直至所取的增量dt=1(dt<dt-l<…<d2<d1),即所有记录放在同一组中进行直接插入排序为止。

         希尔排序的时间性能优于直接插入排序的原因: 
         ①当文件初态基本有序时直接插入排序所需的比较和移动次数均较少。 
         ②当n值较小时,n和n2的差别也较小,即直接插入排序的最好时间复杂度O(n)和最坏时间复杂度0(n2)差别不大。 
         ③在希尔排序开始时增量较大,分组较多,每组的记录数目少,故各组内直接插入较快,后来增量di逐渐缩小,分组数逐渐减少,而各组的记录数目逐渐增多,但由于已经按di-1作为距离排过序,使文件较接近于有序状态,所以新的一趟排序过程也较快。 
            因此,希尔排序在效率上较直接插人排序有较大的改进。

            增量序列的选择:Shell排序的执行时间依赖于增量序列。 
        好的增量序列的共同特征(查到的资料都这么讲): 
         ① 最后一个增量必须为1; 
         ② 应该尽量避免序列中的值(尤其是相邻的值)互为倍数的情况。  
        

    二.Java实现

    
    
    public class ShellSort {
    
    
    
    	public static void main(String[] args) {
    
    		
    
    		int[] arr = new int[]{44,33,99,10,30,20,59,78,23,48};
    
    		System.out.print("排序前:");
    
    		for(int o: arr) {
    
    			System.out.print(o+"");
    
    		}
    
    		System.out.println();
    
    		shellSort(arr);
    
    		System.out.print("排序后:");
    
    		for(int o: arr) {
    
    			System.out.print(o+"");
    
    		}
    
    		System.out.println();
    
    	}
    
    
    
    	private static void shellSort(int[] arr) {
    
    		
    
    		int j;
    
    		int len = arr.length;
    
    		for(int val=len>>1; val>0; val>>=1) {
    
    			//下面是对本次的所有分组做直接插入排序
    
    			for(int i=val; i<len; i++) {
    
    				int temp = arr[i];
    
    				/*
    
    				 * 为什么每次都用temp比较呢?
    
    				 * 因为直接插入就是找到temp的合适位置。
    
    				 * 为什么temp<arr[j-val]这个条件可以放在for内呢?
    
    				 * 因为原来的组内数据已经有序,找到位置就停止便是。
    
    				 * 不甚理解的去看直接插入排序吧。
    
    				 */
    
    				for(j=i; j>=val&&temp<arr[j-val]; j-=val) {
    
    					/*
    
    					 * 为什么是arr[j-val]不是arr[j]呢?
    
    					 * 因为j=i开始的,而且条件是j>=val&&temp<arr[j-val]
    
    					 */
    
    					arr[j] = arr[j-val];
    
    				}
    
    				/*
    
    				 * 注意不是arr[i] = temp
    
    				 * 直接插入排序也是这样的。
    
    				 * 为什么呢?
    
    				 * 因为j是位置,i是待插入元素
    
    				 */
    
    				arr[j] = temp;
    
    			}
    
    		}
    
    	}
    
    
    
    }
    

    三.问题

            希尔排序一定正确么?换句话说如何选取增量序列才能保证正确(包括长度、值)?是的,最后一次只要保证增量是1就ok(不管序列长度,只不过效率就低了),若是序列只有1,那就是直接插入排序了,不知道对否。

    四.结束语

            写完正准备叫老婆去吃饭,隔壁宿舍一哥们过来说大一新生已经攻占食堂了。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/Leo_wl/p/3310026.html
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