1. 什么是希尔排序

希尔排序(Shell’s Sort)是插入排序的一种又称“缩小增量排序”（Diminishing Increment Sort），是直接插入排序算法的一种更高效的改进版本。希尔排序是非稳定排序算法。该方法因 D.L.Shell 于 1959 年提出而得名。
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。
因为简单插入排序有缺陷，所以提出了希尔排序

2.希尔排序的步骤

希尔排序一共有两种排序方式
交换法和移动法，推荐使用移动法

3.代码实现

package com.qin.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};int[] arr2 = {8, 9, 1, 7, 2, 3, 5, 4, 6, 0};//shellSort(arr);//shellSort2(arr2);System.out.println("======================");//测试选择排序的速度int [] arr3 = new int[80000];for (int i = 0; i < 80000; i++) {  //创建一个数组大小为80000arr3[i] = (int)(Math.random()*80000000); //赋予随机数}Date date1 = new Date();SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");String date1Str = simpleDateFormat.format(date1);shellSort2(arr3);Date date2 = new Date();String date2Str = simpleDateFormat.format(date2);System.out.println("交换式");System.out.println("执行前的时间是"+date1Str);System.out.println("执行后的时间是"+date2Str);//测试选择排序的速度int [] arr4 = new int[80000];for (int i = 0; i < 80000; i++) {  //创建一个数组大小为80000arr4[i] = (int)(Math.random()*80000000); //赋予随机数}Date date3 = new Date();String date3Str = simpleDateFormat.format(date3);shellSort3(arr4);Date date4 = new Date();String date4Str = simpleDateFormat.format(date4);System.out.println("移位式");System.out.println("执行前的时间是"+date3Str);System.out.println("执行后的时间是"+date4Str);}//使用逐步推导的方法来编写希尔排序//本质是交换排序// 8, 9, 1, 7, 2, 3, 5, 4, 6, 0// 0 1 3 7 9 ，2 4 5 6 8// 123456789public static void shellSort(int[] arr) {int temp = 0;//希尔排序的第一轮排序//因为第一轮排序，是将10个数据分成了5组for (int i = 5; i < arr.length; i++) {  // i<10//遍历各组中所有的元素(共有5组，每组2个元素)，步长5for (int j = i - 5; j >= 0; j -= 5) {   //j=j-5//如果当前元素大于加上步长后的的那个元素，说明交换if (arr[j] > arr[j + 5]) {temp = arr[j];arr[j] = arr[j + 5];arr[j + 5] = temp;}}}System.out.println("希尔排序一轮过后:" + Arrays.toString(arr));//希尔排序的第二轮排序//因为第二轮排序，是将10个数据分成了 5/2 = 2组for (int i = 2; i < arr.length; i++) {//遍历各组中所有的元素(共有2组，每组5个元素)，步长2for (int j = i - 2; j >= 0; j -= 2) {//如果当前元素大于加上步长后的的那个元素，说明交换if (arr[j] > arr[j + 2]) {temp = arr[j];arr[j] = arr[j + 2];arr[j + 2] = temp;}}}System.out.println("希尔排序二轮过后:" + Arrays.toString(arr));//希尔排序的第三轮排序//因为第三轮排序，是将10个数据分成了 5/2/2 = 1组for (int i = 1; i < arr.length; i++) {//遍历各组中所有的元素(共有1组，每组10个元素)，步长1for (int j = i - 1; j >= 0; j -= 1) {//如果当前元素大于加上步长后的的那个元素，说明交换if (arr[j] > arr[j + 1]) {temp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = temp;}}}System.out.println("希尔排序三轮过后:" + Arrays.toString(arr));System.out.println("===========================================");}//希尔排序二public static void shellSort2(int[] arr) {int temp = 0;int count = 0;for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {for (int i = gap; i < arr.length; i++) {for (int j = i - gap; j >= 0; j -= gap) {if (arr[j] > arr[j + gap]) {temp = arr[j];arr[j] = arr[j + gap];arr[j + gap] = temp;}}}//System.out.println("希尔排序第" + (++count) + "轮后" + Arrays.toString(arr));}}//对交换式希尔排序进行优化->移位法public static void shellSort3(int[] arr){//增量gap，并逐步缩小增量for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2){//从第gap个元素，逐个对其所在组进行插入排序for (int i = gap; i < arr.length; i++) {int j = i;int temp = arr[i];if (arr[j]<arr[j-gap]){while (j-gap >= 0 && temp < arr[j-gap]){//移动arr[j] = arr[j-gap];j-=gap;}//当退出while后，就给temp找到了插入的位置arr[j] = temp;}}}}}

结果

得出结论

希尔排序的次数n等于 2^n < 数组个数，n为小于的最大值
交换式的时间要比插入式的时间长

12. 希尔排序，以及希尔排序的优化相关推荐

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12. 希尔排序，以及希尔排序的优化

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2.希尔排序的步骤

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