希尔排序(C语言)

希尔排序

  • 一、希尔排序的原理
  • 二、动图演示
  • 三、代码实现
  • 四、实现从小到大排序
  • 五、希尔排序的优缺点

一、希尔排序的原理

希尔排序是插入排序的一种更高效的改进版本。
1.将原始待排数据按照设定的增量gap分成多组,每组有n / gap个元素。
2.对这些分组进行插入排序,从第二个元素开始把它与前一个元素比较,如果比前一个元素小,则交换这两个元素,再与前面的元素比较,直到已排序的元素比当前元素小或与第一个元素比较完毕为止。插入排序保证了每个小组内部元素的有序。
3.重新设定增量gap,重复上述步骤直到gap为1,此时,排序结束。

二、动图演示

希尔排序(C语言)_第1张图片

三、代码实现

void shellSort(int arr[], int n) 
{
    int i, j, gap, temp;
    for (gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2)  // 初始间隔为数组长度的一半
    {
      
        for (i = gap; i < n; i++) // 对每个子序列进行插入排序
        {
            temp = arr[i]; // 将当前元素保存在临时变量中
            j = i;
            while (j >= gap && arr[j - gap] > temp) // 在子序列中逐个将元素向后移动gap个位置
            {
                arr[j] = arr[j - gap];
                j -= gap;
            }
            arr[j] = temp; // 将临时变量的值插入到正确的位置
        }
    }
}

四、实现从小到大排序

输入10个数字并将其从小到大排

#include 

void shellSort(int arr[], int n) 
{
    int i, j, gap, temp;
    for (gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2) 
    {
      
        for (i = gap; i < n; i++)
        {
            temp = arr[i]; 
            j = i;
            while (j >= gap && arr[j - gap] > temp)动gap个位置
            {
                arr[j] = arr[j - gap];
                j -= gap;
            }
            arr[j] = temp;
        }
    }
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
}

int main()
{
    int arr[10];
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        scanf("%d", &arr[i]);
    }
    shellSort(arr, 10);
    return 0;
}

希尔排序(C语言)_第2张图片

五、希尔排序的优缺点

优点:
1、希尔排序相对于其他O(n^2)排序算法来说,性能较优。
2、希尔排序是一种不稳定的排序算法,但相比较于快速排序、堆排序等不稳定的排序算法,实现上要简单得多。
3、对于堆排序和快速排序,从数据结构的角度来说,基于交换排序的索引很难被维护并活用,而希尔排序正好是借助了交换排序的思想,来实现基于存储的更加紧凑数据设计的升级。

缺点:
1、尽管希尔排序在性能上相对于其他O(n^2)排序算法有较大的提高,但相对于O(N·logN)的排序算法来说,还是较慢。
2、希尔排序的增量序列难以选择,为了达到比较好的排序效果,需要对不同情况选择不同的增量序列。
3、希尔排序不稳定,也就是说,如果关键字相等的两个记录在排序前后的相对位置发生改变,那么这种排序算法就是不稳定的。

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