分析Java排序算法之希爾排序

這篇文章主要介紹“分析Java排序算法之希爾排序”，在日常操作中，相信很多人在分析Java排序算法之希爾排序問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”分析Java排序算法之希爾排序”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學習吧！

基本思想

希爾排序是把記錄按下標的一定增量分組，對每組使用直接插入排序算法排序；隨著增量逐漸減少，每組包含的關鍵詞越來越多，當增量減至1時，整個文件恰被分成一組，算法便終止。

簡單插入排序很循規蹈矩，不管數組分布是怎么樣的，依然一步一步的對元素進行比較，移動，插入，比如[5,4,3,2,1,0]這種倒序序列，數組末端的0要回到首位置很是費勁，比較和移動元素均需n-1次。而希爾排序在數組中采用跳躍式分組的策略，通過某個增量將數組元素劃分為若干組，然后分組進行插入排序，隨后逐步縮小增量，繼續按組進行插入排序操作，直至增量為1。希爾排序通過這種策略使得整個數組在初始階段達到從宏觀上看基本有序，小的基本在前，大的基本在后。然后縮小增量，到增量為1時，其實多數情況下只需微調即可，不會涉及過多的數據移動。

我們來看下希爾排序的基本步驟，在此我們選擇增量gap=length/2，縮小增量繼續以gap = gap/2的方式，這種增量選擇我們可以用一個序列來表示，{n/2,(n/2)/2...1}，稱為增量序列。希爾排序的增量序列的選擇與證明是個數學難題，我們選擇的這個增量序列是比較常用的，也是希爾建議的增量，稱為希爾增量，但其實這個增量序列不是最優的。

代碼實現

在希爾排序的理解時，我們傾向于對于每一個分組，逐組進行處理，但在代碼實現中，我們可以不用這么按部就班地處理完一組再調轉回來處理下一組（這樣還得加個for循環去處理分組）比如[5,4,3,2,1,0] ，首次增量設gap=length/2=3,則為3組[5,2] [4,1] [3,0]，實現時不用循環按組處理，我們可以從第gap個元素開始，逐個跨組處理。同時，在插入數據時，可以采用元素交換法尋找最終位置，也可以采用數組元素移動法尋覓。希爾排序的代碼比較簡單，如下：

package sortdemo;
import java.util.Arrays;
/**
 * Created by chengxiao on 2016/11/24.
 */
public class ShellSort {
    public static void main(String []args){
        int []arr ={1,4,2,7,9,8,3,6};
        sort(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
        int []arr1 ={1,4,2,7,9,8,3,6};
        sort1(arr1);
        System.out.println(Arrays.toString(arr1));
    }
    /**
     * 希爾排序 針對有序序列在插入時采用交換法
     * @param arr
     */
    public static void sort(int []arr){
        //增量gap，并逐步縮小增量
       for(int gap=arr.length/2;gap>0;gap/=2){
           //從第gap個元素，逐個對其所在組進行直接插入排序操作
           for(int i=gap;i<arr.length;i++){
               int j = i;
               while(j-gap>=0 && arr[j]<arr[j-gap]){
                   //插入排序采用交換法
                   swap(arr,j,j-gap);
                   j-=gap;
               }
           }
       }
    }
    /**
     * 希爾排序 針對有序序列在插入時采用移動法。
     * @param arr
     */
    public static void sort1(int []arr){
        //增量gap，并逐步縮小增量
        for(int gap=arr.length/2;gap>0;gap/=2){
            //從第gap個元素，逐個對其所在組進行直接插入排序操作
            for(int i=gap;i<arr.length;i++){
                int j = i;
                int temp = arr[j];
                if(arr[j]<arr[j-gap]){
                    while(j-gap>=0 && temp<arr[j-gap]){
                        //移動法
                        arr[j] = arr[j-gap];
                        j-=gap;
                    }
                    arr[j] = temp;
                }
            }
        }
    }
    /**
     * 交換數組元素
     * @param arr
     * @param a
     * @param b
     */
    public static void swap(int []arr,int a,int b){
        arr[a] = arr[a]+arr[b];
        arr[b] = arr[a]-arr[b];
        arr[a] = arr[a]-arr[b];
    }
}

到此，關于“分析Java排序算法之希爾排序”的學習就結束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續學習更多相關知識，請繼續關注億速云網站，小編會繼續努力為大家帶來更多實用的文章！