希尔排序--数据结构排序(JAVA)

简单插入排序存在的问题

数组arr={2, 3, 4, 5, 6, 1},这时需要插入的数1(最小),这样的过程是:
{2, 3, 4, 5, 6, 6}
{2, 3, 4, 5, 5, 6}
{2, 3, 4, 4, 5, 6}
{2, 3, 3, 4, 5, 6}
{2, 2, 3, 4, 5, 6}
{1, 2, 3, 4, 5, 6}

结论:当需要插入的数是较小的数时,后移的次数明显增多,对效率有影响。

希尔排序法介绍:

    希尔排序是希尔(Donald Shell)于1959年提出的一种排序算法。希尔排序也是一种插入排序,它是简单插入排序经过改进之后的一个更高效的版本,也称缩小增量排序

希尔排序法基本思想

    希尔排序是把记录下标的一定增量分组,对每组使用直接插入排序算法排序;随着增量逐渐减少,每组包含的关键词越来越多,当增量减至1时,整个文件恰被分为一组。
image

希尔排序法应用实例:

有一群小牛,考试成绩分别是{8, 9, 1, 7, 2, 3, 5, 4, 6, 0}请从小到大排序,请分别使用:
1)希尔排序时,对有序序列在插入采用交换法,并测试排序速度;
2)希尔排序时,对有序序列在插入采用移动法,并测试排序速度。

代码实现:

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Arrays;
import java.util.Date;

public class ShellSort {
    public static void main(String args[]){
        int[] arr = new int[8];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++){
            arr[i] = (int)(Math.random() * 100);
        }
//        int[] arr = {8,9,1,7,2,3,5,4,6,0};
        Date data1 = new Date();
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        String data1Str = simpleDateFormat.format(data1);
        System.out.println("排序前时间为:" + data1Str + "\n" + "排序前数组为:" + Arrays.toString(arr));

        shellSort2(arr);

        Date data2 = new Date();
        String data2Str = simpleDateFormat.format(data2);
        System.out.println("排序后时间为:" + data2Str + "\n" + "排序后数组为:" + Arrays.toString(arr));

    }

    public static void shellSort1(int[] arr){
        int temp = 0;
        for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2){
            for (int i = gap; i < arr.length; i++){
                for (int j = i - gap; j >= 0; j -= gap){
                    if (arr[j] > arr[j + gap]){
                        temp = arr[j];
                        arr[j] = arr[j + gap];
                        arr[j + gap] = temp;
                    }


                }
            }
        }
    }

    public static void shellSort2(int[] arr){
        for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2){
            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]){
                        arr[j] = arr[j - gap];
                        j = j - gap;
                    }
                    arr[j] = temp;
                }
            }
        }
    }
}
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