Java数据结构之《希尔排序》题目

一、前言：

  这是怀化学院的：Java数据结构中的一道难度中等的一道编程题(此方法为博主自己研究，问题基本解决，若有bug欢迎下方评论提出意见，我会第一时间改进代码，谢谢！) 后面其他编程题只要我写完，并成功实现，会陆续更新，记得三连哈哈! 所有答案供参考，不是标准答案，是博主自己研究的写法。(这一个题书上也有现成的代码，重要的是理解它的算法原理!)

二、题目如下：

(第 5 题) 希尔排序(难度系数85)

希尔排序
描述

利用希尔排序算法实现线性表的排序。希尔排序是根据给定的增量序列将线性表分隔成某个“增量”的记录组成一个子序例，在子序列中采用直接插入排序完成。

输入

第一行为元素个数n(1<=n<=1000)，第二行为n个元素值(整数)，即需要排序的元素个数，第三行增量序列中增量个数m，第四行为m个增量，可以假定最后一个增量为1。

输出

对每一测试用例，用m行输出各增量进行希尔排序结果，用空格隔开。

样例输入
10
49 38 65 97 76 13 27 49 55 4
3
5 3 1

样例输出

13 27 49 55 4 49 38 65 97 76
13 4 49 38 27 49 55 65 97 76
4 13 27 38 49 49 55 65 76 97

三、代码实现：(代码的做题原理全部在代码注释中，若还有疑问也可以翻书关于希尔排序的内容) 

(提示：相当于进阶版的直接插入排序，根据每次设定的增量，有一个增量区间，比较区间两头的元素，这个比较就是相当于插入排序了，再依次往后，直到第一次排序完。再接着下一个较小的增量继续划分区间......)

(1)创建Main类实现题目里面的所有希尔排序操作：

package com.fs.sort;
import java.util.Scanner;
public class Shell_Sort {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int n = sc.nextInt();  //总共需要排序的元素个数
        int[] data = new int[n];  //放到一个数组里
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            data[i] = sc.nextInt();
        }
        int m = sc.nextInt();  //代表跳跃时插入排序的跳跃增量
        int[] increment = new int[m];  //存入m个"增量"值
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            increment[j] = sc.nextInt();
        }
        //接下来就要用从第一个增量开始，到最后一个增量的跳跃式插入排序
        for (int k = 0; k < m; k++) {
            int d = increment[k]; //每次跳跃时的增量
            for (int i = d; i < data.length; i++) {  //从每次增量下标的位置开始，每加一个就是下一个需要比较的区间
                if (data[i] < data[i - d]) {  //就是如果当前增量位置的元素，要小于当前位置减增量的小标的元素,要登记当前较小位置的元素
                    int temp = data[i];
                    int index = 0; //从最前面的元素作为一个有序区的第一个元素
                    for (index = i - d; (index >= 0) && (data[index] > temp); ) {  //只要前面的有序区元素大于后面的无序区元素，就要交换位置
                        data[index + d] = data[index];//将原来大的元素给放到原来小的元素的地方(注意是相差一个增量)
                        index = index - d;  //每次弄完就相当于把第一个有序区的第一个元素后移，不满足for循环，就退出，然后i会加1，这样就相当于后面一个增量区间的比较
                    }
                    //如果前面满足了，那么index-d的值会变成一个负数，所以要给原来增量区间的第一个值赋上较小值就要把下标加上d
                    data[index + d] = temp;
                }

            }
            //迭代器依次输出
            for (Integer data01 : data) {
                System.out.print(data01+" ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

四、不同情况的代码测试运行结果：

<1>首先是题目中的测试输入样例：(最好手打输入测试，直接复制可能格式问题导致报错！)

<2>其他测试： 

11
70 30 40 10 80 20 90 100 75 60 45
3
3 2 1