排序篇 - 希尔排序的实现

希尔排序是首批冲破二次效率的排序算法。主要利用了插入排序的以下特性：

1.对于已经排好序的数据，插入排序表现为O(N)。

2.插入排序能不能更快的找到每个元素的位置。（引入了增量序列）。

具体算法，谷歌一下吧。这里给出C和Java的实现。(代码已经用过很久了，可以直接拿来用，已泛型化)

注：增量序列来自公式：9 * pow(4, j) - 9 * pow(2, j) + 1 和 pow(4, j) - 3 * pow(2, j) + 1

C的实现：

/*
 * shell sort functions implements file.
 * 
 * @author chenxin
 * @see http://www.webssky.com 
 */
#include <stdlib.h>
//#include <stdio.h>
#include "jsort.h"

/*
 * shell sort algorithm.
 * 
 * @param *arr the pointer of the array to sort.
 * @param len the length of the array. 
 */
void shell_sort( void *a, size_t len, size_t size, compare_fn_t comp ) {
	int gaps[] = {
		1, 5,
		19, 41,
		109, 209, 505, 929,
		2161, 8929,
		16001, 36289, 64769,
		146305, 260609, 587521,					//1000th
		1045505, 2354689, 4188161, 9427969,	
		16764929, 37730305, 67084289,
		150958081, 268386305, 603906049,
		1073643521, 2147483647};
		
	register int k = 0;
	while ( gaps[k] < len ) k++ ;
	
	register int i, j, gap;
	
	unsichar_t *__ichar_p = ( unsichar_t * ) a ;
	
	register unsichar_t *tmp = ( unsichar_t * ) malloc( size );
	register unsichar_t *prev;
	
	while ( k-- > 0 ) {
		gap = gaps[k];
		for ( i = gap; i < len; i++ ) {
			copy_value_to( __ichar_p + i * size, tmp, size );
			//printf("gap=%d, tmp=%d\n", gap, *(int*)tmp);
			for ( j = i; 
				j >= gap && comp( tmp, \
					( prev = __ichar_p + ( j - gap ) * size ) ) < 0; j -= gap ) {
				copy_value_to( prev, __ichar_p + j * size, size );
			}
			if ( j < i )
				copy_value_to( tmp, __ichar_p + j * size, size );
		}
	}
	
	//free the heap memory
	free( tmp );
}

jsort.h头文件代码在“排序篇 - 插入排序的实现”中可以找到。

Java的实现：

public static final int[] GAPS = new int[] {
		1, 5,
		19, 41,
		109, 209, 505, 929,
		2161, 8929,
		16001, 36289, 64769,
		146305, 260609, 587521,					//1000th
		1045505, 2354689, 4188161, 9427969,
		16764929, 37730305, 67084289,
		150958081, 268386305, 603906049,
		1073643521, 2147483647};


/**
	 * shell sort algorithm. <br />
	 * 
	 * @param arr an array of Comparable items.
	 */
	public static <T extends Comparable<? super T>> void shellSort( T[] arr ) {
		int j, k = 0, gap;
		for ( ; GAPS[k] < arr.length; k++ ) ;
		
		while ( k-- > 0 ) {
			gap = GAPS[k];
			for ( int i = gap; i < arr.length; i++ ) {
				T tmp = arr[ i ];
				for ( j = i; 
					j >= gap && tmp.compareTo( arr[ j - gap ] ) < 0; j -= gap ) {
					arr[ j ] = arr[ j - gap ];
				}
				if ( j < i ) arr[ j ] = tmp;
			}
		}
	}

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