java算法--希尔排序操作（区别交换法和移位法）

希尔排序（java实现）

一、算法思想

1. 希尔排序交换法算法思想
   希尔排序就是将一组无序的 int 类型数组进行排序，此次以从小到大排序为例。
   核心：
   int[] array = {};
   
   思想：希尔排序是把记录按下标的一定增量来进行分组，对每组使用直接插入排序算法排序。随着增量的逐渐减少，每组包含的关键词越来越多，当增加减到1时，整个文件恰被分成一组，算法便终止。
2. 算法过程
   首先把较大的集合分为小块
   
   上图中，第一次的分组是按数组个数的一半 4 为间隙分的组，array[0] 和 array[4] 为一组，array[1] 和 array[5] 为一组，每组通过插入排序进行大小排序，然后放回数组。
   
   排序之后，分好的组放回原数组，数组部分有序了。
   
   第一次分组排完序后数组如上图所示，数组部分有序。
   第二次分组，缩小间隙为第一次分组间隙4的一半：2。
   所以分组减少了，组内成员多了一倍。
   

分组后按照插入排序进行大小排序，排完后再次放入数组中。

上图就是第二次分组后，排序的结果。
将上一次分组的间隙2再取一半，结果为1，代表着最后一次分组，只分一组，按照插入排序判断大小。

上图为最后得出结果。

二、希尔排序 交换法

代码

public static void shellSort(int[] array){
    
    
        int temp = 0;
        for (int gap = array.length/2;gap>0;gap/=2){
    
    
            for (int i = gap; i < array.length; i++) {
    
    
                for (int j = i-gap; j >=0; j -= gap) {
    
    
                    if (array[j]>array[j+gap]){
    
    
                        temp = array[j];
                        array[j] = array[j+gap];
                        array[j+gap] = temp;
                    }
                }
            }
        }
    }

测试

public static void main(String[] args) {
    
    
        int[] array={
    
    3,9,-15,-1,20,15,-13,11};
        System.out.println("排序前");
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        shellSort(array);
        System.out.println("排序后");
        System.out.println(Arrays.toString(array));
}

结果

使用交换法时，{3,9,-15,-1,20,15,-13,11}这组数据，当第二次分组时{3，-15，20，-13}，根据插入算法，-13要与20和-15进行比较，会浪费时间，当然这数据较短，可以忽略，但是当数据特别大的时候，就有可能出现最后一个数要向最前面的数据交换，所以会浪费很大时间。

三、希尔排序 移位法

代码

public static void shellSort2(int[] array){
    
    
        for (int gap = array.length/2;gap>0;gap/=2){
    
    
            for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
    
    
                int j=i;
                int temp = array[j];
                if (array[j]<array[j-gap]){
    
    
                    while(j-gap>=0 && temp<arr[j-gap]){
    
    
                        array[j] = array[j-gap];
                        j -= gap;
                    }
                    array[j] = temp;
                }
            }
        }
    }

测试

public static void main(String[] args) {
    
    
        int[] array={
    
    3,9,-15,-1,20,15,-13,11};
        System.out.println("排序前");
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        shellSort2(array);
        System.out.println("排序后");
        System.out.println(Arrays.toString(array));
}

结果

移位法就不会出现，直接将最小的那个数据只进行了一次插入，在找到本轮循环其所在位置插入即可，大大提高了排序的效率。