希尔排序
希尔排序是一种高效的排序算法，它基于插入排序算法。如果较小的值在最右边并且必须移到最左边，则该算法避免了在插入排序的情况下的大移位。
该算法对广泛分布的元素使用插入排序，首先对它们进行排序，然后对间距较小的元素进行排序。该间隔称为间隔。该间隔是根据Knuth的公式计算的（h = h * 3 +1其中-h是初始值为1的间隔）
对于中等大小的数据集，此算法非常有效，因为该算法的平均复杂度和最坏情况的复杂度取决于间隙序列，众所周知，该间隙序列是O(n)，其中n是项数。最坏的情况是空间复杂度为O(n)。
核心思想
我们采用与先前示例相同的数组。对于我们的示例和易于理解，我们采用4的间隔。为位于4个位置的间隔的所有值创建一个虚拟子列表。这些值是{35，14}，{33，19}，{42，27}和{10，44}
我们比较每个子列表中的值，并在原始数组中交换它们（如果需要）。此步骤之后，新数组应如下所示
然后，我们取间隔1，此间隔生成两个子列表-{14，27，35，42}，{19，10，33，44}
如果需要，我们将比较并交换原始数组中的值。完成此步骤后，数组应如下所示：
最后，我们使用值1的间隔对数组的其余部分进行排序。希尔排序使用插入排序对数组进行排序。以下是分步描述-
我们看到它只需要四个交换就可以对数组的其余部分进行排序。
或可参考：https://blog.csdn.net/qq_28081081/article/details/80598960
代码开发
实现思路
Step 1−初始化h的值步骤
Step 2−将列表分为等间隔h的较小子列表
Step 3−使用插入排序对这些子列表进行排序
Step 4−重复直到对完整列表进行排序伪代码
package com.paal.demo.c01SortingBasic;
import com.paal.demo.Sort;
/**
* <p/>
* <li>title: 基础排序-希尔排序</li>
* <li>@author: li.pan</li>
* <li>Date: 2019/11/5 1:41 下午</li>
* <li>Version: V1.0</li>
* <li>Description: </li>
*/
public class ShellSort implements Sort {
@Override
public void sort(Integer[] arr) {
int n = arr.length;
// 计算 increment sequence: 1, 4, 13, 40, 121, 364, 1093...
int h = 1;
while (h < n / 3) h = 3 * h + 1;
while (h >= 1) {
// h-sort the array
for (int i = h; i < n; i++) {
// 对 arr[i], arr[i-h], arr[i-2*h], arr[i-3*h]... 使用插入排序
Integer e = arr[i];
int j = i;
for (; j >= h && e < arr[j - h]; j -= h)
arr[j] = arr[j - h];
arr[j] = e;
}
h /= 3;
}
}
}
/**
* 希尔排序
*/
@Test
public void shellSortTest() {
Integer[] integers0 = SortTestHelper.generateRandomArray(100, 0, 1000000);
Integer[] integers1 = SortTestHelper.generateRandomArray(10000, 0, 1000000);
Integer[] integers2 = SortTestHelper.generateRandomArray(100000, 0, 1000000);
System.out.println("------------------------------随机数组--------------------------------");
System.out.println("插入排序测试1数据量为100"+SortTestHelper.testSort(integers0, new InsertionSort()));
System.out.println("插入排序测试2数据量为10000"+SortTestHelper.testSort(integers1, new InsertionSort()));
System.out.println("插入排序测试3数据量为100000"+SortTestHelper.testSort(integers2, new InsertionSort()));
System.out.println("冒泡排序测试1数据量为100"+SortTestHelper.testSort(integers0, new BubbleSort()));
System.out.println("冒泡排序测试2数据量为10000"+SortTestHelper.testSort(integers1, new BubbleSort()));
System.out.println("冒泡排序测试3数据量为100000"+SortTestHelper.testSort(integers2, new BubbleSort()));
System.out.println("希尔排序测试1数据量为100"+SortTestHelper.testSort(integers0, new ShellSort()));
System.out.println("希尔排序测试2数据量为10000"+SortTestHelper.testSort(integers1, new ShellSort()));
System.out.println("希尔排序测试3数据量为100000"+SortTestHelper.testSort(integers2, new ShellSort()));
}
执行结果
------------------------------随机数组--------------------------------
插入排序测试1数据量为100排序时长为: 0.001s
插入排序测试2数据量为10000排序时长为: 0.084s
插入排序测试3数据量为100000排序时长为: 5.868s
冒泡排序测试1数据量为100排序时长为: 0.0s
冒泡排序测试2数据量为10000排序时长为: 0.061s
冒泡排序测试3数据量为100000排序时长为: 9.069s
希尔排序测试1数据量为100排序时长为: 0.0s
希尔排序测试2数据量为10000排序时长为: 0.004s
希尔排序测试3数据量为100000排序时长为: 0.008s