排序算法之希尔排序(Java实现)

希尔排序介绍

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。

希尔排序基本思想

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

希尔排序图解

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希尔排序代码

 public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[]{8,9,1,7,2,3,5,4,6,0};

//        ShellSort_swap(arr);
        ShellSort_move(arr);

    }


    //交换式
    public static void ShellSort_swap(int[] arr) {
        int temp = 0;
        for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
            for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
                //步长为5（每组有两个元素）
                for (int j = i - gap; j >= 0; j -= gap) {
                    //如果当前元素大于加上步长后的那个元素，则交换
                    if (arr[j] > arr[j + gap]) {
                        temp = arr[j];
                        arr[j] = arr[j + gap];
                        arr[j + gap] = temp;
                    }
                }
            }
        }
        System.out.println("Shell排序后:" + Arrays.toString(arr));
    }


    //移位式的希尔排序
    public static void ShellSort_move(int[] arr){
        //增量的gap
        for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
            int temp = 0;
            int j = 0;
            //从第gap个元素开始，逐个对其所在的组进行直接插入
            for(int i = gap ; i < arr.length ; i++){
                j = i;
                temp = arr[j];
                if(arr[j] < arr[j - gap]){
                    while (j - gap >= 0 && temp < arr[j - gap]){
                        //移动
                        arr[j] = arr[j - gap];
                        j -= gap;
                    }
                    //当退出while循环后，就给temp找到了插入位置
                    arr[j] = temp;
                }
            }
        }
        System.out.printf("Shell排序后:%s\n",Arrays.toString(arr));
    }

这里使用的移位和交换两种实现方式；

• 两种实现方式的不同在与，交换式每比较一次就要进行交换；
• 而移位式则在比完这一轮后，找到待排序数据的最终位置后，才把该数据放入指定位置，减少了很多中间不必要的交换；
• 所以，移位式的实现方式效率要高很多。