shell(希尔)排序(改良的插入排序)

说明

插入排序法由未排序的后半部前端取出一个值,插入已排序前半部的适当位置,概念简单但速度不快。

排序要加快的基本原则之一,是让后一次的排序进行时,尽量利用前一次排序后的结果,以加

快排序的速度,Shell排序法即是基于此一概念来改良插入排序法。

解法

Shell排序法最初是D.LShell于1959所提出,假设要排序的元素有n个,则每次进行插入排序时

并不是所有的元素同时进行时,而是取一段间隔。

Shell首先将间隔设定为n/2,然后跳跃进行插入排序,再来将间隔n/4,跳跃进行排序动作,再来

间隔设定为n/8、n/16,直到间隔为1之后的最 后一次排序终止,由于上一次的排序动作都会将

固定间隔内的元素排序好,所以当间隔越来越小时,某些元素位于正确位置的机率越高,因此

最后几次的排序动作将 可以大幅减低。

举个例子来说,假设有一未排序的数字如右:89 12 65 97 61 81 27 2 61 98

数字的总数共有10个,所以第一次我们将间隔设定为10 / 2 = 5,此时我们对间隔为5的数字进行

排序,如下所示:

shell(希尔)排序(改良的插入排序)_第1张图片

画线连结的部份表示 要一起进行排序的部份,再来将间隔设定为5 / 2的商,也就是2,则第二

次的插入排序对象如下所示:

shell(希尔)排序(改良的插入排序)_第2张图片

再来间隔设定为2 / 2 = 1,此时就是单纯的插入排序了,由于大部份的元素都已大致排序过了,

所以最后一次的插入排序几乎没作什么排序动作了:

shell(希尔)排序(改良的插入排序)_第3张图片

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX 10
#define SWAP(x,y) {int t; t = x; x = y; y = t;}
void shellsort(int[]);
int main(void)
{
    int number[MAX] = {0};
    int i;
    srand(time(NULL));
    printf("排序前:");
    for(i = 0; i < MAX; i++)
    {
        number[i] = rand() % 100;
        printf("%d ", number[i]);
    }
    shellsort(number);
    return 0;
}
void shellsort(int number[])
{
    int i, j, k, gap, t;
    gap = MAX / 2;
    while(gap > 0)
    {
        for(k = 0; k < gap; k++)
        {
            for(i = k+gap; i < MAX; i+=gap)
            {
                for(j = i - gap; j >= k; j-=gap)
                {
                    if(number[j] > number[j+gap])
                    {
                        SWAP(number[j], number[j+gap]);
                    }
        else
            break;
                }
            }
        }
        printf("\ngap = %d:", gap);
        for(i = 0; i < MAX; i++)
            printf("%d ", number[i]);
        printf("\n");
        gap /= 2;
    }
}

//测试结果

shell(希尔)排序(改良的插入排序)_第4张图片

 

 

java实现

public class ShellTest {
 public static int[] a = { 10, 32, 1, 9, 5, 7, 12, 0, 4, 3 };

 public static void main(String args[]) {
  int i;                          // 循环计数变量
  int index = a.length;           // 数据索引变量
  System.out.print("排序前: ");
  for (i = 0; i < index; i++)
   System.out.printf("%3s ", a[i]);
  System.out.println("");
  shellSort(index);           // 选择排序
  
  System.out.print("排序后: ");   // 排序后结果      
  for (i = 0; i < index; i++)
   System.out.printf("%3s ", a[i]);
  System.out.println("");
 }

 public static void shellSort(int index) {
  int i, j, k; // 循环计数变量
  int temp; // 暂存变量
  boolean change; // 数据是否改变
  int dataLength; // 分割集合的间隔长度
  int pointer; // 进行处理的位置
  dataLength = (int) index / 2; // 初始集合间隔长度
  while (dataLength > 0) // 数列仍可进行分割
  {
   // 对各个集合进行处理
   for (j = dataLength; j < index; j++) {
    change = false;
    temp = a[j]; // 暂存Data[j]的值,待交换值时用
    pointer = j - dataLength; // 计算进行处理的位置
    // 进行集合内数值的比较与交换值
   // while (temp < a[pointer] && pointer >= 0 && pointer <= index) {

     while (temp < a[pointer]) {
     a[pointer + dataLength] = a[pointer];
     // 计算下一个欲进行处理的位置
     pointer = pointer - dataLength;
     change = true;
     if (pointer < 0 || pointer > index)
      break;
    }
    // 与最后的数值交换
    a[pointer + dataLength] = temp;
    if (change) {
     // 打印排序结果
     System.out.print("排序中: ");
     for (k = 0; k < index; k++)
      System.out.printf("%3s ", a[k]);
     System.out.println("");
    }
   }
   dataLength = dataLength / 2; // 计算下次分割的间隔长度
  }
 }
}


 

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