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(wèn)題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡(jiǎn)單好用的操作方法，希望對(duì)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(lái)，請(qǐng)跟著小編一起來(lái)學(xué)習(xí)吧！

基本思想

希爾排序是把記錄按下標(biāo)的一定增量分組，對(duì)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(guān)鍵詞越來(lái)越多，當(dāng)增量減至1時(shí)，整個(gè)文件恰被分成一組，算法便終止。

簡(jiǎn)單插入排序很循規(guī)蹈矩，不管數(shù)組分布是怎么樣的，依然一步一步的對(duì)元素進(jìn)行比較，移動(dòng)，插入，比如[5,4,3,2,1,0]這種倒序序列，數(shù)組末端的0要回到首位置很是費(fèi)勁，比較和移動(dòng)元素均需n-1次。而希爾排序在數(shù)組中采用跳躍式分組的策略，通過(guò)某個(gè)增量將數(shù)組元素劃分為若干組，然后分組進(jìn)行插入排序，隨后逐步縮小增量，繼續(xù)按組進(jìn)行插入排序操作，直至增量為1。希爾排序通過(guò)這種策略使得整個(gè)數(shù)組在初始階段達(dá)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(shí)，其實(shí)多數(shù)情況下只需微調(diào)即可，不會(huì)涉及過(guò)多的數(shù)據(jù)移動(dòng)。

我們來(lái)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(xù)以gap = gap/2的方式，這種增量選擇我們可以用一個(gè)序列來(lái)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(gè)數(shù)學(xué)難題，我們選擇的這個(gè)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(shí)這個(gè)增量序列不是最優(yōu)的。

代碼實(shí)現(xiàn)

在希爾排序的理解時(shí)，我們傾向于對(duì)于每一個(gè)分組，逐組進(jìn)行處理，但在代碼實(shí)現(xiàn)中，我們可以不用這么按部就班地處理完一組再調(diào)轉(zhuǎn)回來(lái)處理下一組（這樣還得加個(gè)for循環(huán)去處理分組）比如[5,4,3,2,1,0] ，首次增量設(shè)gap=length/2=3,則為3組[5,2] [4,1] [3,0]，實(shí)現(xiàn)時(shí)不用循環(huán)按組處理，我們可以從第gap個(gè)元素開(kāi)始，逐個(gè)跨組處理。同時(shí)，在插入數(shù)據(jù)時(shí)，可以采用元素交換法尋找最終位置，也可以采用數(shù)組元素移動(dòng)法尋覓。希爾排序的代碼比較簡(jiǎn)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(duì)有序序列在插入時(shí)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(gè)元素，逐個(gè)對(duì)其所在組進(jìn)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(duì)有序序列在插入時(shí)采用移動(dòng)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(gè)元素，逐個(gè)對(duì)其所在組進(jìn)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(dòng)法
                        arr[j] = arr[j-gap];
                        j-=gap;
                    }
                    arr[j] = temp;
                }
            }
        }
    }
    /**
     * 交換數(shù)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(guān)于“分析Java排序算法之希爾排序”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)?lái)更多實(shí)用的文章！