Problemas com classificação de inserção simples
Vejamos os possíveis problemas de ordenação por inserção simples:
Array arr = {2,3,4,5,6,1} Neste momento, o número 1 (mínimo) que precisa ser inserido, o processo é:
- {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}
Conclusão: Quando o número a ser inserido é pequeno, o número de retrocessos aumenta significativamente, o que tem impacto na eficiência.
Introdução à Classificação Hill
A classificação por Hill é um algoritmo de classificação proposto por Donald Shell em 1959. A classificação de colina também é um tipo de classificação por inserção , é uma versão mais eficiente da classificação por inserção simples após melhoria, também conhecida como classificação incremental reduzida .
Ideia básica do método de classificação Hill
A classificação Hill consiste em agrupar os registros por um determinado incremento do alvo e usar o algoritmo de classificação por inserção direta para classificar cada grupo; à medida que o incremento diminui, cada grupo contém mais e mais palavras-chave. Quando o incremento diminui para 1, Todo o arquivo é dividido em um grupo e o algoritmo termina
Diagrama de classificação de colina
Exemplo de aplicação de classificação de colina:
Há um grupo de bezerros, as pontuações do teste são {8,9,1,7,2,3,5,4,6,0} Classifique do pequeno ao grande. Use-os separadamente
- Na classificação Hill, o método de troca é usado ao inserir a sequência ordenada e a velocidade de classificação é testada.
- Ao classificar em Hill, o método de movimento é usado ao inserir a sequência ordenada e a velocidade de classificação é testada
Código
package sort;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Arrays;
import java.util.Date;
public class ShellSort {
public static void main(String[] args) {
/*int[] arr = {8, 9, 1, 7, 2, 3, 5, 4, 6, 0};
shellSort(arr);
System.out.println(Arrays.toString(arr));*/
//希尔排序测速
int[] arr = new int[80000];
for (int i = 0; i < 80000; i++) {
arr[i] = (int) (Math.random() * 80000);// 生成一个0-80000的数据
}
Date date1 = new Date();
SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String date1Str = simpleDateFormat.format(date1);
System.out.println("排序前的时间为:" + date1Str);
shellSort(arr);
Date date2 = new Date();
String date2Str = simpleDateFormat.format(date2);
System.out.println("排序后的时间为:" + date2Str);
}
//根据前面的逐步分析,使用循环处理
// 希尔排序交换法
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;
}
}
}
}
}
// 对交换式的希尔排序进行改进 →→→→ 移位法
public static void shellSort(int[] arr) {
// 仍然使用增量gap,并逐步缩小增量
for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
// 从第gap个元素开始,逐个对其所在的组进行直接插入
for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
if (arr[i] < arr[i - gap]) {
int j = i;
int temp = arr[j];
while (j - gap >= 0 && temp < arr[j - gap]) {
// 移动
arr[j] = arr[j - gap];
j -= gap;
}
// 当退出while循环后,给temp找到插入位置
arr[j] = temp;
}
}
}
}
// 使用逐步推导的方式编写希尔排序
public static void shellSort2(int[] arr) {
// 希尔排序第1轮排序
// 思路:
// 因为第1轮排序,将10个数据分成了5组
int temp = 0;
for (int i = 5; i < arr.length; i++) {
// 遍历各组中所有的元素(共有5组,每组有2个元素),步长是5
for (int j = i - 5; j >= 0; j -= 5) {
// 如果当前元素大于加上步长后元素,说明需要交换
if (arr[j] > arr[j + 5]) {
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 5];
arr[j + 5] = temp;
}
}
}
System.out.println("希尔排序第1轮结果:" + Arrays.toString(arr));
// 希尔排序第2轮排序
for (int i = 2; i < arr.length; i++) {
// 遍历各组中所有的元素(共有5组,每组有2个元素),步长是5
for (int j = i - 2; j >= 0; j -= 2) {
// 如果当前元素大于加上步长后元素,说明需要交换
if (arr[j] > arr[j + 2]) {
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 2];
arr[j + 2] = temp;
}
}
}
System.out.println("希尔排序第2轮结果:" + Arrays.toString(arr));
// 希尔排序第3轮排序
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
// 遍历各组中所有的元素(共有5组,每组有2个元素),步长是5
for (int j = i - 1; j >= 0; j -= 1) {
// 如果当前元素大于加上步长后元素,说明需要交换
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
System.out.println("希尔排序第3轮结果:" + Arrays.toString(arr));
}
}