数据结构插入排序与希尔排序
1.插入排序
插入式排序属于内部排序法，是对于欲排序的元素以插入的方式找寻该元素的适当位置，以达到排序的目的。
1.2.插入排序法思想
插入排序（Insertion Sorting）的基本思想是：把n个待排序的元素看成为一个有序表和一个无序表，开始时有序表中只包含一个元素，无序表中包含有n-1个元素，排序过程中每次从无序表中取出第一个元素，把它的排序码依次与有序表元素的排序码进行比较，将它插入到有序表中的适当位置，使之成为新的有序表。
1.3.插入排序思路图
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1.4.代码实现
package cn.smallmartial.sort;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Arrays;
import java.util.Date;
/**
* @Author smallmartial
* @Date 2019/6/7
* @Email [email protected]
*/
public class InsertSort {
public static void main(String[] args) {
// int[] arr = {101,34,119,1};
int[] arr = new int[80000];
for (int i = 0; i < arr.length -1 ; i++) {
arr[i] = (int)(Math.random()*80000);
}
Date data = new Date();
SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String dataStr = simpleDateFormat.format(data);
System.out.println("排序前的时间"+dataStr);
insertSort(arr);
Date data2 = new Date();
// SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String data2Str = simpleDateFormat.format(data2);
System.out.println("排序前的时间"+data2Str);
}
public static void insertSort(int[] arr){
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
int insertVal = arr[i];
int insertIndex = i - 1;
while (insertIndex >= 0 && insertVal = 0 && insertVal = 0 && insertVal = 0 && insertVal 1.5运行结果
1559892417576.png
1.6简单插入排序存在的问题
我们看简单的插入排序可能存在的问题.
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.
2.希尔排序
2.1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，也称为缩小增量排序。
2.2希尔排序法基本思想
希尔排序是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
2.3希尔排序示意图
1559892680177.png
2.4代码分析
package cn.smallmartial.sort;
import java.util.Arrays;
/**
* @Author smallmartial
* @Date 2019/6/7
* @Email [email protected]
*/
public class SherllSort {
public static void main(String[] args) {
int[] arr ={8,9,1,7,2,3,5,4,6,0};
shellSort(arr);
}
//逐步分析，交换法
public static void shellSort(int[] arr){
//
int temp = 0;
//第一轮排序
//将10个数据分成5组
for (int i = 5; i < arr.length; i++) {
//共5组 ，2个元素
for (int j = i - 5; j >= 0 ; j -= 5) {
if(arr[j]>arr[j+5]){
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+5];
arr[j+5] = temp;
}
}
}
System.out.println("第一轮结果;");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
//第二轮，将5组分成 2组
for (int i = 2; i < arr.length; i++) {
//共5组 ，2个元素
for (int j = i - 2; j >= 0 ; j -= 2) {
if(arr[j]>arr[j+2]){
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+2];
arr[j+2] = temp;
}
}
}
System.out.println("第二轮结果;");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
//第三轮，将2组分成 1组
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
//共5组 ，2个元素
for (int j = i - 1; j >= 0 ; j -= 1) {
if(arr[j]>arr[j+1]){
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
}
}
}
System.out.println("第三轮结果;");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
运行结果：
1559893775770.png
2.5代码优化
int temp = 0;
int count = 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;
}
}
}
System.out.println("第"+(++count)+"轮结果;");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
2.6 测试8万数据
package cn.smallmartial.sort;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Arrays;
import java.util.Date;
/**
* @Author smallmartial
* @Date 2019/6/7
* @Email [email protected]
*/
public class SherllSort {
public static void main(String[] args) {
// int[] arr ={8,9,1,7,2,3,5,4,6,0};
int[] arr = new int[80000];
for (int i = 0; i < arr.length -1 ; i++) {
arr[i] = (int)(Math.random()*80000);
}
Date data = new Date();
SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String dataStr = simpleDateFormat.format(data);
System.out.println("排序前的时间"+dataStr);
shellSort(arr);
Date data2 = new Date();
// SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String data2Str = simpleDateFormat.format(data2);
System.out.println("排序前的时间"+data2Str);
}
//逐步分析，交换法
public static void shellSort(int[] arr) {
//交换法
int temp = 0;
int count = 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;
}
}
}
// System.out.println("第"+(++count)+"轮结果;");
//System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
}
运行结果
1559894358025.png
2.7移位法
public static void shellSort2(int[] arr){
//int temp = 0;
int count = 0;
for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
//从第gap个元素，逐个对其所在组直接进行插入
for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
int j = i;
int temp = arr[j];
if (arr[j] = 0 && temp 运行时间
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