Java常见排序算法之Shell排序

    在学习算法的过程中,我们难免会接触很多和排序相关的算法。总而言之,对于任何编程人员来说,基本的排序算法是必须要掌握的。

从今天开始,我们将要进行基本的排序算法的讲解。Are you ready?Let‘s go~~~

1、排序算法的基本概念的讲解

     时间复杂度:需要排序的的关键字的比较次数和相应的移动的次数。

     空间复杂度:分析需要多少辅助的内存。

     稳定性:如果记录两个关键字的A和B它们的值相等,经过排序后它们相对的位置没有发生交换,那么我们称这个排序算法是稳定的。

              否则我们称这个排序算法是不稳定的。

   

    排序算法的常见分类:

    1、内部排序(最常见的一种排序方式,不需要借助第三方辅助存储工具)

    2、外部排序(需要借助外部存储来辅助完成相关的排序操作)

        如果参与排序的数据元素非常的多,数据量非常的大,计算机无法把整个排序过程放到内存中进行的话,

        我们必须借助外部存储器如磁盘来完成,这种排序方式,我们称之为外部排序。

        其中外部排序最常见的就是多路归并排序,即将原始文件分解成多个能够一次性装入内存的部分,分别把每一部分调入

        内存完成相应的排序,接下来在对多个有序的外部文件进行多路归并排序。

  

   对于我们绝大多数的程序员而言,我们经常遇到的为内部排序。接下来我们将要对常见的内部排序进行相应的讲解。

    今天要讲解的内部排序为:

   Shell排序

  1.Shell排序的基本概念的讲解

   希尔排序(Shell Sort)是插入排序的一种。也称缩小增量排序,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DL.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。
   先取一个小于n的整数d1作为第一个增量,把文件的全部记录分组。所有距离为d1的倍数的记录放在同一个组中。先在各组内进行直接插
  入排序;然后,取第二个增量d2<d1重复上述的分组和排序,直至所取的增量
=1(
<
…<d2<d1),即所有记录放在同一组中进行
  直接插入排序为止。
  该方法实质上是一种分组插入方法
  比较相隔较远距离(称为增量)的数,使得数移动时能跨过多个元素,则进行一次比[2] 较就可能消除多个元素交换。
  D.L.shell于1959年在以他名字命名的排序算法中实现了这一思想。算法先将要排序的一组数按某个增量d分成若干组,
  每组中记录的下标相差d.对每组中全部元素进行排序,然后再用一个较小的增量对它进行,在每组中再进行排序。当增量
  减到1时,整个要排序的数被分成一组,排序完成。
  一般的初次取序列的一半为增量,以后每次减半,直到增量为1。
  给定实例的shell排序的排序过程
  假设待排序文件有10个记录,其关键字分别是:
  49,38,65,97,76,13,27,49,55,04。
  增量序列的取值依次为:
  5,2,1

  2.Shell排序的Java代码实现

    

package com.yonyou.test;


/**
 * 内部排序算法之Shell排序
 * 默认按照从小到大进行排序操作
 * @author 小浩
 * @创建日期 2015-3-27
 */
public class Test{
	public static void main(String[] args) {
   //需要进行排序的数组
	int[] array=new int[]{8,3,2,1,7,4,6,5};
	 //输出原数组的内容
    printResult(array);
	//shell排序操作
	shellSort(array);
	//输出排序后的相关结果
	printResult(array);
	}
	
	
	/**
	 * shell排序算法
	 * 增量h=(h*3)+1; 这个增量公式是由Knuth给出的
	 * 如果不是很了解的话请百度一下吧
	 * @param array
	 */
	private static void shellSort(int[] array) {
	   //首先根据数组的长度确定增量的最大值
	   int h=1;
	   // 按h * 3 + 1得到增量序列的最大值
	   while(h <= array.length / 3)
		{
				h = h * 3 + 1;
		}
	   //进行增量查找和排序
	   while(h>0)
	   {		   
	   for(int i=h;i<array.length;i++)
	   {
		   for(int k=i;k<array.length;k+=h)
		   {
		   //判断是否需要重新排序,如果小于k-h处的值,需要重新排序
		   if(array[k]<array[k-h])
		   {
			   int tempValue=array[k];
			   int j=k;
			   for(;j>=i&&tempValue<array[j-h];j-=h)
			    {
                   array[j]=array[j-h];
			    }
			    array[j]=tempValue;
		   }
	   }
		   printResult(array);
	   }
	   h=(h-1)/3;
	   } 
	}







	/**
     *                                        
	 * 输出相应数组的结果
	 * @param array
	 */
	private static void printResult(int[] array) {
       for(int value:array)		
    	   System.out.print(" "+value+" ");
      System.out.println();
	}

	/**
	 * 交换数组中两个变量的值
	 * @param array
	 * @param i
	 * @param j
	 */
	private static void swap(int[] array,int i,int j){
		int temp=array[i];
		array[i]=array[j];
		array[j]=temp;
	}
}

  

     

原文地址:https://www.cnblogs.com/xiohao/p/4373385.html