阿里朋友的忠告:大厂里算法很重要,先来了解一下希尔排序

程序猿的内心独白

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 · 2022-07-12


一、希尔排序介绍

希尔排序这个名字,来源于它的发明者希尔,也称作“缩小增量排序”,是插入排序的一种更高效的改进版本。

希尔排序是基于插入排序的以下两点性质而提出改进方法的:

1、插入排序在对几乎已经排好序的数据操作时,效率高,即可以达到线性排序的效率

2、但插入排序一般来说是低效的,因为插入排序每次只能将数据移动一位

二、对数组使用希尔排序


  1. 首先,选择增量 gap = 10/2 ,缩小增量继续以 gap = gap/2 的方式

  2. 初始增量为 gap = 10/2 = 5,整个数组分成了 5 组

  3. 按颜色划分为【 8 , 3 】,【 9 , 5 】,【 1 , 4 】,【 7 , 6 】,【 2 , 0】

  4. 对这分开的 5 组分别使用插入排序

  5. 结果可以发现,这五组中的相对小元素都被调到前面了

  6. 缩小增量 gap = 5/2 = 2,整个数组分成了 2 组

  7. 【 3 , 1 , 0 , 9 , 7 】,【 5 , 6 , 8 , 4 , 2 】

  8. 对这分开的 2 组分别使用上节所讲的插入排序

  9. 此时整个数组的有序性是很明显的

  10. 再缩小增量 gap = 2/2 = 1,整个数组分成了 1 组

  11. 【 0, 2 , 1 , 4 , 3 , 5 , 7 , 6 , 9 , 0 】

  12. 此时,只需要对以上数列进行简单的微调,不需要大量的移动操作即可完成整个数组的排序

public static void shellSort(Comparable[] arr) {    int j;    for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {        for (int i = gap; i < arr.length; i++) {            Comparable tmp = arr[i];            for (j = i; j >= gap && tmp.compareTo(arr[j - gap]) < 0; j -= gap) {                arr[j] = arr[j - gap];            }            arr[j] = tmp;        }    }}

复习插入排序


private static void sort(Comparable[] arr) {    int n = arr.length;    for (int i = 0; i < n; i++) {        for (int j = i; j > 0; j--) {            if (arr[j].compareTo(arr[j - 1]) < 0) {                swap(arr, j, j - 1);            } else {                break;            }        }    }}
private static void swap(Object[] arr, int i, int j) { Object t = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = t;}

三、时间复杂度


性能比较

随机生成长度为100的数组,对比插入排序和希尔排序的性能:


四、适用场景

希尔排序是对直接插入排序的一种优化,可以用于大型的数组,希尔排序比插入排序和选择排序要快得多,并且数组越大,优势越大。


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