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用Java實現希爾排序的示例

2019-11-26 15:54:21
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供稿:網友
一.理論準備
 希爾排序(Shell Sort)是插入排序的一種,是針對直接插入排序算法的改進,是將整個無序列分割成若干小的子序列分別進行插入排序,希爾排序并不穩定。該方法又稱縮小增量排序,因DL.Shell于1959年提出而得名。
基本思想:先取一個小于n的整數d1作為第一個增量,把文件的全部記錄分成d1個組。所有距離為d1的倍數的記錄放在同一個組中。先在各組內進行直接插入排序;然后,取第二個增量d2<d1重復上述的分組和排序,直至所取的增量dt=1(dt<dt-l<…<d2<d1),即所有記錄放在同一組中進行直接插入排序為止。
希爾排序的時間性能優于直接插入排序的原因:
①當文件初態基本有序時直接插入排序所需的比較和移動次數均較少。
②當n值較小時,n和n2的差別也較小,即直接插入排序的最好時間復雜度O(n)和最壞時間復雜度0(n2)差別不大。
③在希爾排序開始時增量較大,分組較多,每組的記錄數目少,故各組內直接插入較快,后來增量di逐漸縮小,分組數逐漸減少,而各組的記錄數目逐漸增多,但由于已經按di-1作為距離排過序,使文件較接近于有序狀態,所以新的一趟排序過程也較快。
 因此,希爾排序在效率上較直接插人排序有較大的改進。
增量序列的選擇:Shell排序的執行時間依賴于增量序列。
好的增量序列的共同特征(查到的資料都這么講):
① 最后一個增量必須為1;
② 應該盡量避免序列中的值(尤其是相鄰的值)互為倍數的情況。     
看到了這個,我想試試希爾排序,就學學。
復制代碼 代碼如下:

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) {
   //下面是對本次的所有分組做直接插入排序
   for(int i=val; i<len; i++) {
    int temp = arr[i];
    /*
     * 為什么每次都用temp比較呢?
     * 因為直接插入就是找到temp的合適位置。
     * 為什么temp<arr[j-val]這個條件可以放在for內呢?
     * 因為原來的組內數據已經有序,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) {
     /*
      * 為什么是arr[j-val]不是arr[j]呢?
      * 因為j=i開始的,而且條件是j>=val&&temp<arr[j-val]
      */
     arr[j] = arr[j-val];
    }
    /*
     * 注意不是arr[i] = temp
     * 直接插入排序也是這樣的。
     * 為什么呢?
     * 因為j是位置,i是待插入元素
     */
    arr[j] = temp;
   }
  }
 }
}

三.問題
希爾排序一定正確么?換句話說如何選取增量序列才能保證正確(包括長度、值)?是的,最后一次只要保證增量是1就ok(不管序列長度,只不過效率就低了),若是序列只有1,那就是直接插入排序了,不知道對否。
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