希尔排序

希尔排序的思想是使数组中任意间隔为h的元素都是有序的

希尔排序轨迹:间隔为 5,3, 1

排序前

第一次间隔为5,得到的子序列为:

(49, 13) (38, 27) (65, 49) (97, 55) (76, 4)

对子序列进行插入排序,得到:

第二次间隔为3,得到的子序列为:

(13, 55, 38, 76) (27, 4, 65) (49, 49, 97)

对子序列进程插入排序,得到:

最后一次间隔为1,得到的子序列就是第二次排序后的序列,对该序列进行插入排序

代码实现

回顾一下插入排序的代码实现

插入排序

遍历数组,将数据插入到合适到位置
第一次:只有一个数,那么它一定在它最合适的位置
第二次:比较第二个数与第一个数的大小,如果第二个数小于第一个数,交换他们位置
第三次:比较第三个数与前两个数的大小,并按照比较结果交换它们位置
直到数组遍历完

package com.wy.mycode.algorithm.sort;

import com.wy.mycode.algorithm.sort.common.SortExample;
import com.wy.mycode.algorithm.sort.common.TestExampleData;

/**
* @author HelloWorld
* @create 2022/6/3 21:11
* @email helloworld.dng@gmail.com
* 插入排序
*/
public class Insertion extends SortExample {
/**
* @description 遍历数组,将数据插入到合适到位置
* 第一次:只有一个数,那么它一定在它最合适的位置
* 第二次:比较第二个数与第一个数的大小,如果第二个数小于第一个数,交换他们位置
* 第三次:比较第三个数与前两个数的大小,并按照比较结果交换它们位置
* 直到数组遍历完
* @author HelloWorld
* @create 2022/6/3 21:13
* @param array
* @return void
*/
public static void sort(Comparable[] array) {
for (int i = 1; i < array.length; i++) {
for (int j = i; j > 0 && less(array[j], array[j-1]); j--) {
exch(array, j, j-1);
}
}
}

public static void main(String[] args) {
TestExampleData[] testData = TestExampleData.getTestData(10);
show("排序前", testData);
sort(testData);
if (isSorted(testData)) {
show("排序后", testData);
return;
}
System.out.println("排序失败");
}
}

而希尔排序中最后一步一定是对整个序列进行插入排序,故可以参照插入排序的实现逻辑

希尔排序java实现

package com.wy.mycode.algorithm.sort;

import com.wy.mycode.algorithm.sort.common.SortExample;
import com.wy.mycode.algorithm.sort.common.TestExampleData;

/**
* @author HelloWorld
* @create 2022/6/4 21:17
* @email helloworld.dng@gmail.com
* 希尔排序
*/
public class Shell extends SortExample {
/**
* @description 希尔排序
* @author HelloWorld
* @create 2022/6/4 22:27
* @param array
* @return void
*/
public static void sort(Comparable[] array) {
int length = array.length;
int h = 1;

// h初始化
while (h < length / 3) {
// h的可能为:1, 4, 13, 40, 121, 364, 1093...
h = 3 * h + 1;
}

while (h >= 1) {
// 对间隔为h的子序列进行插入排序
// 由于希尔排序的 h 一定存在一个值 1, 即对整个array进行插入排序,故,只需要将原插入逻辑改写

/* 插入排序对逻辑,只需要将 1 换为h即可
for (int i = 1; i < array.length; i++) {
for (int j = i; j > 0 && less(array[j], array[j-1]); j--) {
exch(array, j, j-1);
}
}
*/
for (int i = h; i < length; i++) {
for (int j = i; j >= h && less(array[j], array[j-h]); j = j - h) {
exch(array, j, j-h);
}
}
h /= 3;
}
}

public static void main(String[] args) {
TestExampleData[] array = TestExampleData.getTestData(21);
show("排序前", array);
sort(array);
if (isSorted(array)) {
show("排序后", array);
return;
}
System.out.println("排序失败");

}
}