[数据结构与算法]排序算法学习--希尔排序

需求

排序前：｛9,1,2,5,7,4,8,6,3,5｝
排序后：｛1,2,3,4,5,5,6,7,8,9｝

一、希尔排序原理

希尔排序是插入排序算法的一种更高效的改良版本
1.选定一个增长量，按照增长量 h 作为数据分组的依据，对数据进行分组；
2.对分好组的每一组数据完成插入排序操作；
3.减小增长量，最小减为1，重复第二步操作；

增长量 h 的确定：
增长量 h 的值没有固定的规则，我们这里采用以下规则：

int h = 1
while(h<5){
	h = 2*h+1;
}
//循环结束后我们就可以缺点h的最大值
h的减小规则为：
	h = h/2

二、具体步骤

1.希尔排序API设计：

2.希尔排序的代码实现：

代码如下：

Shell类：

package com.pcxtest.sort;

public class Shell {
    /*
    对数组a中的元素进行排序
 */
    public static void sort(Comparable[] a) {
        //1. 根据数组 a 的长度 确定增长量 h 的初始值
        int h = 1;
        while (h < a.length/2){
            h = 2*h+1;
        }
        //2. 开始希尔排序
        while (h >= 1){
            //排序
            //2.1 首先需要找到 待插入的元素
            for (int i = h; i <= a.length-1; i++){
                //2.2 把待插入的元素插入到有序数列中
                for (int j = i; j >= h; j-=h){
                    //待插入的元素是a[j],比较a[j]和a[j-h]
                    if (greater(a[j-h],a[j])){
                        //大于，交换元素
                        exch(a,j-h,j);
                    }else{
                        //不大于，待插入元素已经找到合适位置，结束循环
                        break;
                    }
                }
            }
            //减小h的值
            h = h/2;
        }
    }
    /*
        比较 v 元素是否大于 w 元素
     */
    public static boolean greater(Comparable v, Comparable w){
        return v.compareTo(w) > 0;
    }

    /*
        数组元素 i 和 j 交换位置
     */
    public static void exch(Comparable[] a, int i, int j){
        Comparable temp;
        temp = a[i];
        a[i] = a[j];
        a[j] = temp;
    }
}

测试类：

package com.pcxtest.test;

import com.pcxtest.sort.Shell;

import java.util.Arrays;

public class ShellTest {
    public static void main(String[] args) {
        Integer[] a = {9,1,2,5,7,4,8,6,3,5};
        Shell.sort(a);
        System.out.println(Arrays.toString(a));
    }
}

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