十六、希尔排序即其优化（交换法---＞移动法）

一、为何要引入希尔排序

首先先看直接插入排序所存在的弊端，数组 arr = {2,3,4,5,6,1}，如果要插入的数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

二、希尔排序的介绍

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。

三、希尔排序的基本思想

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。

四、希尔排序的示意图

五、希尔排序的代码实现（普通交换法----》优化移动法）

package cn.zzw.algorithm.sort1;import com.sun.xml.internal.ws.api.model.wsdl.WSDLOutput;import java.util.Arrays;public class ShellSort {public static void main(String[] args) {int[] array={8,9,1,7,2,3,5,4,6,0};//优化前的希尔排序（交换法）//ShellSort(array);//优化后的希尔排序（移动法）ShellSort2(array);}//这是未经优化的希尔排序算法（交换法），效率甚至比普通的直接插入排序都低public static void ShellSort(int array[]){int gap=array.length/2;int count=0;while (gap>0){for(int i=gap;i<array.length;i++){for(int j=i-gap;j>=0;j-=gap){if(array[j]>array[j+gap]){int temp=array[j];array[j]=array[j+gap];array[j+gap]=temp;}}}gap=gap/2;System.out.println("希尔排序优化前第"+(++count)+"趟希尔排序的结果为："+ Arrays.toString(array));}}//优化后的希尔排序（移动法），效率很高，八万个数据进行排序大约只需要一秒public static void ShellSort2(int array[]){int gap=array.length/2;int count=0;while (gap>0){for(int i=gap;i<array.length;i++){int InsertValue=array[i];int InsertIndex=i-gap;while (InsertIndex>=0 && InsertValue<array[InsertIndex]){//往后移动array[InsertIndex+gap]=array[InsertIndex];InsertIndex=InsertIndex-gap;}array[InsertIndex+gap]=InsertValue;}gap=gap/2;System.out.println("希尔排序优化后第"+(++count)+"趟希尔排序的结果为："+ Arrays.toString(array));}}
}

测试结果：

"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\bin\java.exe" "-javaagent:D:\IntelliJ IDEA\IntelliJ IDEA 2019.3.3\lib\idea_rt.jar=26323:D:\IntelliJ IDEA\IntelliJ IDEA 2019.3.3\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\charsets.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\deploy.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\cldrdata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\dnsns.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\jaccess.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\jfxrt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\localedata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\nashorn.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\sunec.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\zipfs.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\javaws.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\jce.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\jfr.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\jfxswt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\jsse.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\management-agent.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\plugin.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\resources.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\rt.jar;C:\Users\1\IdeaProjects\algorithm\out\production\algorithm" cn.zzw.algorithm.sort1.InsertSort
第1趟排序结果为：[1, 4, 3, 6, 7, 9, 5]
第2趟排序结果为：[1, 3, 4, 6, 7, 9, 5]
第3趟排序结果为：[1, 3, 4, 6, 7, 9, 5]
第4趟排序结果为：[1, 3, 4, 6, 7, 9, 5]
第5趟排序结果为：[1, 3, 4, 6, 7, 9, 5]
第6趟排序结果为：[1, 3, 4, 5, 6, 7, 9]
最终的排序结果为：[1, 3, 4, 5, 6, 7, 9]Process finished with exit code 0

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