本文帶來八大排序算法之希爾排序。

希爾排序可以認為是插入排序的一種優化算法。在上一篇插入排序的舉例數組中，當第二輪排序過后，數組變為[34, 101, 119, 1]，此時如果將最后一個元素放到最前，則要經歷如下過程：

[34, 101, 119, 119]

[34, 101, 101, 119]

[34, 34, 101, 119]

[1, 34, 101, 119]

結論：當需要插入的數是較小的數時，數組前方的元素后移次數明顯增多，對效率有影響。

希爾排序也是一種插入排序，它是簡單插入排序經過改進后的一個更高效的版本，也稱為縮小增量排序。希爾排序是把記錄按下標的一定增量（gap）分組，對每組使用直接插入排序算法排序 ；隨著增量的逐漸縮小，每組包含的元素越來越多，當增量縮減至1時，整個數組恰好被分成一組，算法結束。

最后一輪排序后結果如下：?

希爾排序有交換法和移位法兩種方法，交換法效率較低，移位法效率較高。現在分別實現如下兩種方法，并給出希爾排序的推導過程，數組以?{8,9,1,7,2,3,5,4,6,0}為例

推導過程如下：

數組長度為10，因此第一次gap = 10/2 = 5

//推導過程int temp = 0;//第1輪排序，將10個數據分成5組for(int i=5; i<arr.length; i++){ //此循環只是為了將數組分為5組//遍歷各組中的所有元素（共有5組，每組2個元素，步長5、（j = j-5，意味著從后往前數）for(int j=i-5; j>=0; j -= 5){//如果當前元素大于加上步長后的那個元素，說明則需要交換if(arr[j] > arr[j+5]){temp = arr[j];arr[j] = arr[j+5];arr[j+5] = temp;}}}System.out.println("希爾排序第1輪= " + Arrays.toString(arr));//第2輪排序，將10個數據分成5/2 = 2組for(int i=2; i<arr.length; i++){ //此循環只是為了將數組分為2組//遍歷各組中的所有元素（共有2組，每組5個元素，步長2for(int j=i-2; j>=0; j -= 2){//如果當前元素大于加上步長后的那個元素，說明則需要交換if(arr[j] > arr[j+2]){temp = arr[j];arr[j] = arr[j+2];arr[j+2] = temp;}}}System.out.println("希爾排序第2輪= " + Arrays.toString(arr));//第3輪排序，將10個數據分成2/2 = 1組for(int i=1; i<arr.length; i++){ //此循環只是為了將數組分為1組//遍歷各組中的所有元素for(int j=i-1; j>=0; j -= 1){//如果當前元素大于加上步長后的那個元素，說明則需要交換if(arr[j] > arr[j+1]){temp = arr[j];arr[j] = arr[j+1];arr[j+1] = temp;}}}System.out.println("希爾排序第3輪= " + Arrays.toString(arr));

交換法代碼實現：

public static void shellSort(int[] arr){//希爾排序 第一輪排序int temp = 0;int cnt = 0;for(int gap = arr.length/2; gap > 0; gap /= 2){for(int i=gap; i<arr.length; i++){ //遍歷各組中的所有元素（共有gap組，步長gap、（j = j-gap，意味著從后往前數）)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;}}}System.out.println("希爾排序第" + (++cnt) + "輪：" + Arrays.toString(arr));}}

移位法代碼實現（在交換時，采取只交換一次的方式）：

public static void shellSort2(int[] arr){int cnt = 0;//增量為gap， 并逐步縮小增量for(int gap = arr.length/2; gap > 0; gap /= 2){for(int i=gap; i<arr.length; i++){int insertIndex = i;int insertValue = arr[insertIndex];if(arr[insertIndex] < arr[insertIndex - gap]){while(insertIndex - gap >=0 && insertValue < arr[insertIndex - gap]){arr[insertIndex] = arr[insertIndex - gap];insertIndex -= gap;}//當退出while后，就給insertValue找到了插入的位置arr[insertIndex] = insertValue;} }System.out.println("移位-希爾排序第" + (++cnt) + "輪：" + Arrays.toString(arr));}}

?

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java实现插入排序及其优化 Shell Sort的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。