算法學(xué)習(xí):希爾排序

  • 背景介紹
    也稱遞減增量排序算法,是插入排序的一種更高效的改進(jìn)版本。希爾排序是非穩(wěn)定排序算法。希爾排序是基于插入排序的以下兩點(diǎn)性質(zhì)而提出改進(jìn)方法的:
    1.插入排序在對幾乎已經(jīng)排好序的數(shù)據(jù)操作時(shí),效率高,即可以達(dá)到線性排序的效率;
    2.但插入排序一般來說是低效的,因?yàn)椴迦肱判蛎看沃荒軐?shù)據(jù)移動(dòng)一位。 ----- 來自 wikipedia

  • 算法規(guī)則
    希爾排序通過將比較的全部元素分為幾個(gè)區(qū)域來提升插入排序的性能。這樣可以讓一個(gè)元素可以一次性地朝最終位置前進(jìn)一大步。然后算法再取越來越小的步長進(jìn)行排序,算法的最后一步就是普通的插入排序,但是到了這步,需排序的數(shù)據(jù)幾乎是已排好的了(此時(shí)插入排序較快)。假設(shè)有一個(gè)很小的數(shù)據(jù)在一個(gè)已按升序排好序的數(shù)組的末端。如果用復(fù)雜度為O(n2)的排序(冒泡排序或插入排序),可能會(huì)進(jìn)行n次的比較和交換才能將該數(shù)據(jù)移至正確位置。而希爾排序會(huì)用較大的步長移動(dòng)數(shù)據(jù),所以小數(shù)據(jù)只需進(jìn)行少數(shù)比較和交換即可到正確位置。

  • 代碼實(shí)現(xiàn)(Java版本)

      public static void shellSort(int[] arr) {
          int gap = 1, i, j, len = arr.length;
          int temp;
          while (gap < len / 3)
              gap = gap * 3 + 1; // <O(n^(3/2)) by Knuth,1973>: 1, 4, 13, 40, 121, ...
          for (; gap > 0; gap /= 3) {
              for (i = gap; i < len; i++) {
                  temp = arr[i];
                  for (j = i - gap; j >= 0 && arr[j] > temp; j -= gap)
                      arr[j + gap] = arr[j];
                  arr[j + gap] = temp;
              }
          }
      }
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