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  • Java常见排序算法之Shell排序

        在学习算法的过程中,我们难免会接触很多和排序相关的算法。总而言之,对于任何编程人员来说,基本的排序算法是必须要掌握的。

    从今天开始,我们将要进行基本的排序算法的讲解。Are you ready?Let‘s go~~~

    1、排序算法的基本概念的讲解

         时间复杂度:需要排序的的关键字的比较次数和相应的移动的次数。

         空间复杂度:分析需要多少辅助的内存。

         稳定性:如果记录两个关键字的A和B它们的值相等,经过排序后它们相对的位置没有发生交换,那么我们称这个排序算法是稳定的。

                  否则我们称这个排序算法是不稳定的。

       

        排序算法的常见分类:

        1、内部排序(最常见的一种排序方式,不需要借助第三方辅助存储工具)

        2、外部排序(需要借助外部存储来辅助完成相关的排序操作)

            如果参与排序的数据元素非常的多,数据量非常的大,计算机无法把整个排序过程放到内存中进行的话,

            我们必须借助外部存储器如磁盘来完成,这种排序方式,我们称之为外部排序。

            其中外部排序最常见的就是多路归并排序,即将原始文件分解成多个能够一次性装入内存的部分,分别把每一部分调入

            内存完成相应的排序,接下来在对多个有序的外部文件进行多路归并排序。

      

       对于我们绝大多数的程序员而言,我们经常遇到的为内部排序。接下来我们将要对常见的内部排序进行相应的讲解。

        今天要讲解的内部排序为:

       Shell排序

      1.Shell排序的基本概念的讲解

       希尔排序(Shell Sort)是插入排序的一种。也称缩小增量排序,是直接插入排序算法的一种更高效的改进版本。希尔排
       序是非稳定排序算法。该方法因DL.Shell于1959年提出而得名。
       希尔排序是把记录按下标的一定增量分组,对每组使用直接插入排序算法排序;随着增量逐渐减少,每组包含的关键词
       越来越多,当增量减至1时,整个文件恰被分成一组,算法便终止。
       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
    =1(
    <
    …<d2<d1),即所有记录放在同一组中进行
      直接插入排序为止。
      该方法实质上是一种分组插入方法
      比较相隔较远距离(称为增量)的数,使得数移动时能跨过多个元素,则进行一次比[2] 较就可能消除多个元素交换。
      D.L.shell于1959年在以他名字命名的排序算法中实现了这一思想。算法先将要排序的一组数按某个增量d分成若干组,
      每组中记录的下标相差d.对每组中全部元素进行排序,然后再用一个较小的增量对它进行,在每组中再进行排序。当增量
      减到1时,整个要排序的数被分成一组,排序完成。
      一般的初次取序列的一半为增量,以后每次减半,直到增量为1。
      给定实例的shell排序的排序过程
      假设待排序文件有10个记录,其关键字分别是:
      49,38,65,97,76,13,27,49,55,04。
      增量序列的取值依次为:
      5,2,1

      2.Shell排序的Java代码实现

        

    package com.yonyou.test;
    
    
    /**
     * 内部排序算法之Shell排序
     * 默认按照从小到大进行排序操作
     * @author 小浩
     * @创建日期 2015-3-27
     */
    public class Test{
    	public static void main(String[] args) {
       //需要进行排序的数组
    	int[] array=new int[]{8,3,2,1,7,4,6,5};
    	 //输出原数组的内容
        printResult(array);
    	//shell排序操作
    	shellSort(array);
    	//输出排序后的相关结果
    	printResult(array);
    	}
    	
    	
    	/**
    	 * shell排序算法
    	 * 增量h=(h*3)+1; 这个增量公式是由Knuth给出的
    	 * 如果不是很了解的话请百度一下吧
    	 * @param array
    	 */
    	private static void shellSort(int[] array) {
    	   //首先根据数组的长度确定增量的最大值
    	   int h=1;
    	   // 按h * 3 + 1得到增量序列的最大值
    	   while(h <= array.length / 3)
    		{
    				h = h * 3 + 1;
    		}
    	   //进行增量查找和排序
    	   while(h>0)
    	   {		   
    	   for(int i=h;i<array.length;i++)
    	   {
    		   for(int k=i;k<array.length;k+=h)
    		   {
    		   //判断是否需要重新排序,如果小于k-h处的值,需要重新排序
    		   if(array[k]<array[k-h])
    		   {
    			   int tempValue=array[k];
    			   int j=k;
    			   for(;j>=i&&tempValue<array[j-h];j-=h)
    			    {
                       array[j]=array[j-h];
    			    }
    			    array[j]=tempValue;
    		   }
    	   }
    		   printResult(array);
    	   }
    	   h=(h-1)/3;
    	   } 
    	}
    
    
    
    
    
    
    
    	/**
         *                                        
    	 * 输出相应数组的结果
    	 * @param array
    	 */
    	private static void printResult(int[] array) {
           for(int value:array)		
        	   System.out.print(" "+value+" ");
          System.out.println();
    	}
    
    	/**
    	 * 交换数组中两个变量的值
    	 * @param array
    	 * @param i
    	 * @param j
    	 */
    	private static void swap(int[] array,int i,int j){
    		int temp=array[i];
    		array[i]=array[j];
    		array[j]=temp;
    	}
    }
    

      

         

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