希尔排序是冲破二次时间屏障的第一批算法之一。
它是通过比较相距一定间隔的元素来工作,各趟比较所用的距离随着算法的进行而减小,直到最后一趟(比较相邻元素)为止。因此希尔排序也叫缩减增量排序。
希尔排序使用一个序列h1,h2,h3...hk来排序。
具体的意思是
第一趟排序比较的是相隔为hk的元素,也就是比较a[i]与a[i+hk],保证a[i]<=a[i+hk]。
第二次比较的是相隔为hk-1的元素,也就是比较a[i]与a[i+hk-1],保证a[i]<=a[i+hk-1]。
直到最后比较的是相隔之间为h1的元素。.
因此这个序列也叫增量序列,这个排序算法也叫缩减增量排序。
只要h1等与1,任何增量序列都是可以的。(也就是最后一定是比较相邻之间的元素)
具体看一下java的算法实现:
package k;
import java.util.Scanner;
/**
* 希尔排序
* @author TangZH
*
*/
public class ShellSort {
public static void main(String[] args)
{
Scanner in=new Scanner(System.in);
String str[]=in.nextLine().split("\\s+");
int inter[]=new int[str.length];
for(int i=0;i<str.length;i++)
{
inter[i]=Integer.valueOf(str[i]);
}
ShellSort(inter);
outPut(inter);
}
/**
* 希尔排序
* @param inter
*/
private static void ShellSort(int inter[])
{
for(int gap=inter.length/2;gap>0;gap/=2) //gap为hk
{
for(int i=gap;i<inter.length;i++)
{
int j=i;
int temp=inter[i];
for(;j>=gap && temp<inter[j-gap];j-=gap)
inter[j]=inter[j-gap];
inter[j]=temp;
}
}
}
private static void outPut(int []inter)
{
for(int n:inter)
{
System.out.printf("%d ", n);
}
}
}
实现希尔排序的方法是SellSort(int inter[]);
接下来好好分析一下该算法的每个步骤:
假如输入的是:12 4 6 24 7 12 4 16(此时gap=4,i=4,j=4,temp=inter[4]=7)
1、此时gap=4
那么第一次7与12比较,如果小于就互相交换。
i++,12与4比较,小于就互换,
i++, 4与6比较,小于就互换,
i++,16与24比较,小于就互换。
第一趟之后为: 7 4 4 16 12 12 6 24
2、
7 4 4 16 12 12 6 24
此时gap=2
那么第一次4与7比较,如果小于就互相交换。
4 4 7 16 12 12 6 24
i++,16与4比较,小于就互换,这里16大于4,不变
4 4 7 16 12 12 6 24
i++, 12与7比较,不变,12与4比较,不变
4 4 7 16 12 12 6 24
i++,12与16比较,小于,于是变成 4 4 7 <> 12 16 6 24,12与4比较,大于4,因此12放进16原来在的位置
4 4 7 12 12 16 6 24
同样道理比较相同颜色的元素,进行排序。
.
.
.
第二趟之后为: 4 4 6 12 7 16 12 24
.
.
.
直到gap=1
每一趟的排序结果为(输入为:12 4 6 24 7 12 4 16)
7 4 4 16 12 12 6 24
4 4 6 12 7 16 12 24
4 4 6 7 12 12 16 24
4 4 6 7 12 12 16 24
总而言之:
gap的值就是hk,元素之间的间隔,这道题中gap=4,2,1。最外层的循环是给出gap的值.(每次都除以二),然后在循环里面开始对相隔为gap的元素进行插入排序,直到最后一趟比较相邻之间的元素。
希尔排序的最坏运行时间为O(N^2).由于Shell算法中增加了一个辅助空间temp,因此算法的辅助空间为S(n)=O(1).Shell排序是不稳定的。