排序算法-希尔排序

package Sort;

import org.junit.Test;

import Sort.utils.Swap;

/*
 * 希尔排序是希尔（Donald Shell）于1959年提出的一种排序算法。希尔排序也是一种插入排序，
 * 它是简单插入排序经过改进之后的一个更高效的版本，也称为缩小增量排序，同时该算法是冲破O(n2）的第一批算法之一。
 * 
 * 简单插入排序很循规蹈矩，不管数组分布是怎么样的，依然一步一步的对元素进行比较，移动，插入，
 * 比如[5,4,3,2,1,0]这种倒序序列，数组末端的0要回到首位置很是费劲，比较和移动元素均需n-1次。
 * 而希尔排序在数组中采用跳跃式分组的策略，通过某个增量将数组元素划分为若干组，然后分组进行插
 * 入排序，随后逐步缩小增量，继续按组进行插入排序操作，直至增量为1。希尔排序通过这种策略使得整
 * 个数组在初始阶段达到从宏观上看基本有序，小的基本在前，大的基本在后。然后缩小增量，到增量为1
 * 时，其实多数情况下只需微调即可，不会涉及过多的数据移动。　　
 * 
 * 我们来看下希尔排序的基本步骤，在此我们选择增量gap=length/2，缩小增量继续以gap = gap/2的方式，
 * 这种增量选择我们可以用一个序列来表示，{n/2,(n/2)/2...1}，称为增量序列。希尔排序的增量序列的
 * 选择与证明是个数学难题，我们选择的这个增量序列是比较常用的，也是希尔建议的增量，称为希尔增量，
 * 但其实这个增量序列不是最优的。此处我们做示例使用希尔增量。
 */
public class ShellSort {
	public static <T extends Comparable<T>> void shellSort1(T[] arr) {
		// 增量gap，并逐步缩小增量
		for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
			// 从第gap个元素，逐个对其所在组进行直接插入排序操作
			for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
				int j = i;
				while (j - gap >= 0 && arr[j].compareTo(arr[j - gap]) < 0) {
					// 插入排序采用交换法
					Swap.swap(arr, j, j - gap);
					j -= gap;
				}
			}
		}
	}

	public static <T extends Comparable<T>> void shellSort2(T[] arr) {
		// 增量gap，并逐步缩小增量
		for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
			// 从第gap个元素，逐个对其所在组进行直接插入排序操作
			for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
				int j = i;
				T temp = arr[j];
				if (arr[j].compareTo(arr[j - gap]) < 0) {
					while (j - gap >= 0 && temp.compareTo(arr[j - gap]) < 0) {
						// 移动法
						arr[j] = arr[j - gap];
						j -= gap;
					}
					arr[j] = temp;
				}
			}
		}
	}

	@Test
	public void testShellSort() {
		 Integer[] arr = { 34, 8, 64, 51, 32, 21 };
//		String[] arr = { "abc", "cccc", "bbb" };
		shellSort2(arr);
		for (int i : arr) {
			System.out.print(i + " ");
		}
	}
}