插入排序可能存在为题
我们看简单的插入排序可能存在的问题.
数组 arr = {2,3,4,5,6,1} 这时需要插入的数 1(最小), 这样的过程是:
{2,3,4,5,6,6}
{2,3,4,5,5,6}
{2,3,4,4,5,6}
{2,3,3,4,5,6}
{2,2,3,4,5,6}
{1,2,3,4,5,6}
结论: 当需要插入的数是较小的数时,后移的次数明显增多,对效率有影响.
希尔排序法介绍
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。
希尔排序法基本思想
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
希尔排序法示意图
代码实现
1.希尔排序时, 对有序序列在插入时采用交换法, 并测试排序速度.
代码
package sort;
import java.util.Arrays;
public class ShellSort {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {8,9,1,7,2,3,5,4,6,0};
shellSort(arr);
}
//使用逐步推导方式进行
public static void shellSort(int[] arr) {
int temp = 0;
int count = 0;
for(int gap = arr.length / 2;gap > 0;gap /= 2) {
//希尔排序第一轮
//因为第一轮是将数据分成了5组
for(int i =gap;i<arr.length;i++) {
//遍历各组中所有的元素
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,说明交换
if(arr[j] > arr[j+gap]) {
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+gap];
arr[j+gap] = temp;
}
}
}
System.out.println("希尔排序"+(++count)+"轮后"+Arrays.toString(arr));
}
}
}
2.希尔排序时, 对有序序列在插入时采用移动法, 并测试排序速度
代码
package sort;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Arrays;
import java.util.Date;
public class ShellSort {
public static void main(String[] args) {
//int[] arr = {8,9,1,7,2,3,5,4,6,0};
//创建一个随机的80000个的数组
int[] arr = new int[80000];
for (int i = 0; i < 80000; i++) {
arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000);// 生成一个【0,800000】的随机数
}
Date data1 = new Date();
SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String date1Str = simpleDateFormat.format(data1);
System.out.println("排序前时间=" + date1Str);
//shellSort(arr);
shellSort2(arr);
Date data2 = new Date();
String date2Str =simpleDateFormat.format(data2);
System.out.println("排序后时间="+date2Str);
}
//使用逐步推导方式进行
public static void shellSort(int[] arr) {
int temp = 0;
int count = 0;
for(int gap = arr.length / 2;gap > 0;gap /= 2) {
//希尔排序第一轮
//因为第一轮是将数据分成了5组
for(int i =gap;i<arr.length;i++) {
//遍历各组中所有的元素
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,说明交换
if(arr[j] > arr[j+gap]) {
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+gap];
arr[j+gap] = temp;
}
}
}
//System.out.println("希尔排序"+(++count)+"轮后"+Arrays.toString(arr));
}
}
// 对交换式的希尔排序算法进行优化 -> 移位法
public static void shellSort2(int[] arr) {
//增量,并逐步所系哦啊增量
for(int gap = arr.length / 2;gap > 0;gap /= 2) {
//从第gap个元素开始,逐个对其所在组进行直接插入排序
for(int i =gap;i<arr.length;i++) {
int j = i;
int temp = arr[j];
if(arr[j] < arr[i - gap]) {
while(j - gap >= 0 && temp <arr[j - gap]) {
//移动
arr[j] = arr[j - gap];
j -= gap;
}
//当退出while循环,temp找到插入位置
arr[j] = temp;
}
}
}
}
}