Java排序算法（四）希尔排序

小半 • 2023年2月9日下午4:59 • 技术随笔 • 阅读 469

文章目录

- 希尔排序

Java排序算法（一）冒泡排序

 Java排序算法（二）选择排序

 Java排序算法（三）插入排序

希尔排序

算法思想

希尔排序也是一种插入排序，它是简单插入排序的一种算法改进方式。也称为见效增量排序，希尔排序的时间复杂度相比直接插入排序的时间复杂度要小。他与直接插入排序的不同在于它会优先比较距离较远的元素。希尔排序是按照一定的增量进行分组排序，对每一组进行直接插入排序，随着分组个数的减少，每组中的元素就会越来越多，当增量减为1时，排序结束。

算法描述

①选择增量gap = length / 2;缩小增量继续以gap = gap / 2的方式进行分组。{n/2,(n/2)/2,(n/2)/4,…,1}的增量序列。
②选择一个增量序列，按照增量序列个数m，进行m趟排序。
③每趟排序根据对应的增量次数，分别进行元素的分组操作，对组内进行直接插入排序操作。
④继续下一个增量，分别进行分组直接插入操作。
⑤重复第③个步骤，直到增量变成1，所有元素在一个分组内，希尔排序结束。

动画演示

算法详解

现在我们用希尔排序对以下序列进行排序。

第一次排序： 用序列长度的一半 10 / 2 = 5 作为第一次排序时的 gap 值，此时相隔距离为5的元素分为了一组，一共分为了 5 组，每组有 2 个元素，再分别对每一组进行直接插入排序。

第二次排序： 对 gap 值进行折半 gap = 5 / 2 = 2；所以在序列中距离为 2 的元素分为一组，一共分为了 2 组，每组有 5 个元素，再分别对每一组进行直接插入排序。

第三次排序： 对 gap 值进行折半 gap = 2 / 2 = 1；所以在序列中距离为 1 的元素分为一组，一共分为了 1 组，每组有 10 个元素，再分别对每一组进行直接插入排序。

所以排序后的结果为：

代码演示


import java.util.Arrays;

public class SortTest04 {
    public static void shell(int[] arr, int gap) {
        //安全监测
        if (arr == null || arr.length == 1) {
            return;
        }

        for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
            int temp = arr[i];
            int j = i - gap;
            for (; j >= 0; j -= gap) {
                if (arr[j] > temp) {
                    arr[j + gap] = arr[j];
                } else {
//                    arr[j + 1] = temp;
                    break;
                }
            }
            arr[j + gap] = temp;
        }
    }

    public static void shellSort(int[] arr) {
        int[] gaps = {5, 3, 1};
        for (int i = 0; i < gaps.length; i++) {
            shell(arr, gaps[i]);
        }

    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {8,9,1,7,2,3,5,4,6,0};
        System.out.println("排序前:" + Arrays.toString(arr));
        shellSort(arr);
        System.out.println("排序后:" + Arrays.toString(arr));
    }
}