Java数据结构与算法-插入排序与希尔排序详解及代码
插入排序与希尔排序
一，插入排序
- 插入排序的原理‘
- 插入排序的特点
- 插入排序的代码实现
（1），插入排序的原理
插入排序（InsertionSorting）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。
（2），插入排序是一个内部排序，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。
（3），核心代码实现
public static void insertSort(int[]a){
//从第二位开始进行插入
for(int i = 1;i<a.length;i++){
int insertval = a[i];
int index = i-1;
while(index>=0&&insertval<a[index]){
a[index+1] = a[index];
index--;
}
//判断一下是不是本身的那个位置，如果是就没必要在赋值
if(index+1!=i){
a[index+1] = insertval
}
}
}
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
二，希尔排序
- 希尔排序的原理
- 希尔排序的特点
- 希尔排序的代码实现
- 希尔排序的优化版
（1），希尔排序的原理
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。
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），特点
（3），核心代码实现（直接交换）
public static void insertSort(int[]a){
for(int gap = a.length/2;gap>0;gap/=2){
for(int i = gap ;i<a.length;i++){
for(int j = i-gap;j>=0;j-=gap){
if(a[j]>a[j+gap]){
int temp = a[j];
a[j] = a[j+gap];
a[j+gap] = temp;
}
}
}
}
}
（4），核心代码（移动法）
public static void insertSort(int[]a){
for(int gap = a.length/2;gap>0;gap/=2){
for(int i = gap ,i<a.length;i++){
int insert = a[i];
int index = i;
if(a[index-gap>a[index]]){
while(index-gap>=0&&a[index-gap]>insert){
a[index] = a[index-gap];
index-=gap;
}
a[index] = insert;
}
}
}
}
假如对八万个随机数进行排序比较两者的排序时间
直接交换：
移动法：
二者的时间相差还是很多的。
注：测试用的完整代码如下：
package com.atxiaopeng.sort;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Arrays;
import java.util.Date;
import java.util.Random;
public class ShellSort {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
int[] a ={28,19,39,20,2,14,45,68,90,32};
//shellSort(a);
int[]a1 = new int[80000];
for (int i = 0; i < a1.length; i++) {
a1[i] = (new Random().nextInt()+1)*80000;
}
Date date1 = new Date();
SimpleDateFormat s1 = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
System.out.println(s1.format(date1));
shellSort2(a1);
Date date2 = new Date();
SimpleDateFormat s2 = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
System.out.println(s2.format(date2));
}
public static void shellSort(int[] a) {
int gap = a.length;
int temp = 0;
for (int i = gap/2; i > 0;i/=2 ) {
for (int m = i; m < a.length; m++) {
for (int j = m-i; j >= 0; j-=i) {
//a[j+i]而不用a[m],因为a[m]到a[0]之间可能有多个a[j]
if (a[j]>a[j+i]) {
temp = a[j+i];
a[m] = a[j];
a[j] = temp;
}
}
}
}
//System.out.print(Arrays.toString(a)+" ");
}
public static void shellSort2(int[] a) {
for (int gap = a.length/2; gap>0; gap/=2) {
for (int i = gap; i < a.length; i++) {
int j = i;
int s = a[j];
//运用的方法和插入法类似
if (a[j]<a[j-gap]) {
while (j-gap>=0&&s<a[j-gap]) {
a[j] = a[j-gap];
j-=gap;
}
a[j] = s;
}
}
}
}
}
欢迎指正！