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希尔排序(Java语言实现)

JAVA语言排序 实现 希尔
2023-06-13 09:13:09 时间

希尔排序: 在简单插入排序经过改进的更高效版本,也称缩小增量排序。 算法基本思想: 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;随着增量逐渐减小,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,算法终止。 希尔排序有两种方法:交换法(效率不高) 和 移位法。 算法图解:

算法实现: 交换法:

//该算法是希尔排序中的交换法(效率不高)
    public static void shellSort(int[] arr) {
        int temp = 0;
        int count = 0;
        for (int stepSize = arr.length / 2; stepSize > 0; stepSize /= 2) {
            for (int i = stepSize; i < arr.length; i++) {
                //遍历各组中所有的元素(共stepSize组),步长为stepSize
                for (int j = i - stepSize; j >= 0; j -= stepSize) {
                    //如果当前元素大于加上步长后的那个元素,说明交换
                    if (arr[j] > arr[j + stepSize]) {
                        temp = arr[j];
                        arr[j] = arr[j + stepSize];
                        arr[j + stepSize] = temp;
                    }
                }
            }
            System.out.println("希尔排序第" + (++count) + "轮" + Arrays.toString(arr));
        }

        System.out.println("排序的结果为:" + Arrays.toString(arr));
    }

这里的第三层循环 j -= stepSize,到第二轮stepSize = 2时,当时有点不理解,自己在纸上写了排序全过程:

它可以两组进行交叉排序,且保证有序性。

移位法:

//对交换式的希尔排序进行优化--->移位法
    public static void shellSortPlus(int[] arr) {
        //增量stepSize,并逐步缩小增量
        for (int stepSize = arr.length / 2; stepSize > 0; stepSize /= 2) {
            //从第stepSize个元素,逐个对其所在组进行直接插入排序
            for (int i = stepSize; i < arr.length; i++) {
                int j = i;
                int temp = arr[j];
                if(arr[j] < arr[j-stepSize]) {
                    while(j - stepSize >= 0 && temp < arr[j-stepSize]) {
                        //移动
                        arr[j] = arr[j-stepSize];
                        j -= stepSize;
                    }
                    //当退出while循环时就给temp找到插入的位置
                    arr[j] = temp;
                }
            }
            System.out.println(Arrays.toString(arr));
        }
        System.out.println("希尔排序的结果为: "+Arrays.toString(arr));
    }

这个移位法算法的时间效率比交换法算法的时间效率高好多。