概述
希尔排序法(缩小增量法) 属于插入类排序,是将整个无序列分割成若干小的子序列分别进行插入排序的方法。
把记录按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,整个文件恰被分成一组,算法便终止。
希尔排序是基于插入排序的以下两点性质而提出改进方法的:
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插入排序在对几乎已经排好序的数据操作时,效率高,即可以达到线性排序的效率。
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但插入排序一般来说是低效的,因为插入排序每次只能将数据移动一位。
实现过程
先取一个正整数d1小于n,把所有序号相隔d1的数组元素放一组,组内进行直接插入排序;然后取d2小于d1,重复上述分组和排序操作;直至di=1,即所有记录放进一个组中排序为止。
例如,假设有这样一组数[ 13 14 94 33 82 25 59 94 65 23 45 27 73 25 39 10 ],如果我们以步长为5开始进行排序,我们可以通过将这列表放在有5列的表中来更好地描述算法,这样他们就应该看起来是这样:
13 14 94 33 82
25 59 94 65 23
45 27 73 25 39
10
然后我们对每列进行排序:
10 14 73 25 23
13 27 94 33 39
25 59 94 65 82
45
将上述四行数字,依序接在一起时我们得到:[ 10 14 73 25 23 13 27 94 33 39 25 59 94 65 82 45 ].这时10已经移至正确位置了,然后再以3为步长进行排序:
10 14 73
25 23 13
27 94 33
39 25 59
94 65 82
45
排序之后变为:
10 14 13
25 23 33
27 25 59
39 65 73
45 94 82
94
最后以1步长进行排序(此时就是简单的插入排序了)。
实现效率
希尔排序是一个不稳定的排序,其时间复杂度受步长(增量)的影响。
空间复杂度: O(1)
时间复杂度: 平均 O(n^1.3)
最好 O(n)
最坏 O(n^2)
Java实现
public static void shellSort(int[] a) {
int gap = 1, i, j, len = a.length;
int temp;//插入排序交换值的暂存
//确定初始步长
while (gap < len / 3){
gap = gap * 3 + 1;
}
for (; gap > 0; gap /= 3){//循环遍历步长,最后必为1
for (i = gap; i < len; i++) {//每一列依次向前做插入排序
temp = a[i];
//每一列中在a[i]上面且比a[i]大的元素依次向下移动
for (j = i - gap; j >= 0 && a[j] > temp; j -= gap){
a[j + gap] = a[j];
}
//a[i]填补空白,完成一列中的依次插入排序
a[j + gap] = temp;
}
}
}
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