八大排序算法之-希尔排序（ShellSort）

希尔排序图解：

希尔排序是简单插入排序改进后的一个高效版本。

以下版本是采用普通的交换法，效率比较低；10000000个元素排序需要的时间大概：13698ms。

import java.util.Arrays;

public class InsertSort {
     
	
	public static void main(String[] args) {
     
		// int[] arr = {8, 9, 1, 7, 2, 3, 5, 4, 6, 0};
		// f2(arr);
		// System.out.println(Arrays.toString(arr));

		// 10000000个元素排序需要的时间：13698
		int[] arr = new int[10000000];
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
     
            arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000);
        }
        Long time1 = System.currentTimeMillis();
        f1(arr);
        Long time2 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(time2 - time1);
	}

	/**
     * 交换法
     * @param arr
     */
    static void f1(int[] arr) {
     
        // 循环遍历，每次步长 / 2
        for (int len = arr.length, i = len / 2; i > 0; i /= 2) {
     
            for (int k = i; k < len; k++) {
     
                // 标记是否有元素交换
                boolean tag = true;
                for (int j = i; j < len; j++) {
     
                    // 前面大于后面的元素，进行交换
                    if (arr[j - i] > arr[j]) {
     
                        tag = false;
                        int temp = arr[j - i];
                        arr[j - i] = arr[j];
                        arr[j] = temp;
                    }
                }
                if (tag)
                    break;
            }
        }
    }
}

以下版本是经过优化后的，使用移位法，大大提高了排序效率。主要的思想是将后面小的元素移动到最前来，10000000个元素排序时间大概是：2477ms，比前面的交换法快了好几倍。

import java.util.Arrays;

public class InsertSort {
     
	
	public static void main(String[] args) {
     
		// int[] arr = {8, 9, 1, 7, 2, 3, 5, 4, 6, 0};
		// f2(arr);
		// System.out.println(Arrays.toString(arr));

		// 10000000个元素排序需要的时间：2477
		int[] arr = new int[10000000];
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
     
            arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000);
        }
        Long time1 = System.currentTimeMillis();
        f1(arr);
        Long time2 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(time2 - time1);
	}

	/**
     * 移位法：
     * 将后面小的数移动到最前来
     * @param arr
     */
    static void f2(int[] arr) {
     
        // 每次二分步长
        for (int i = arr.length / 2; i > 0; i /= 2) {
     
            // 遍历每次步长往后的元素
            for (int j = i; j < arr.length; j++) {
     
                // 保存待插入元素
                int val = arr[j];
                // 保存待插入元素下标
                int index = j;
                // index - i：左元素，j：右元素；左元素下标 >= 0 && 左元素 > 右元素
                while (index - i >= 0 && arr[index - i] > val) {
     
                    // 将左元素赋值给右元素（将元素往右移）
                    arr[index] = arr[index - i];
                    // 下标往前移一个步长
                    index -= i;
                }
                // 若待插入元素 >= 左边元素，退出循环；将元素插入
                arr[index] = val;
            }
        }
    }
}