希尔排序法
1、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。
2、示意图：
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[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DZ19oxtp-1647165992202)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220313173218260.png)]
对上面流程作简单模拟：
原始数据： 3 、4、5、7、8、2
第一轮：此时增量为 6/2 =3, 则 分成三组执行插入排序—— 3与7、4与8、5与2
结果：3、4、2、7、8、5
第二轮：此时增量为 3/2 =1, 则 直接分成一组执行插入排序 3、4、2、7、8、5
第一次：3与4比较 、结果为 3、4、2、7、8、5 ——没有变动
第二次：4与2比较 、结果为 3、2、4、7、8、5 ——交换位置
第三次：4与7比较 、结果为 3、2、4、7、8、5 ——没有变动
第四次：7与8比较 、结果为 3、2、4、7、8、5 ——没有变动
第五次：8与5比较 、结果为 3、2、4、7、5、8 ——交换位置
第六次：5与7比较 、结果为 3、2、4、5、7、8 ——交换位置
第七次：5与4比较 、结果为 3、2、4、5、7、8 ——没有变动
第八次：4与2比较 、结果为 3、2、4、5、7、8 ——没有变动
第九次：2与3比较 、结果为 2、3、4、5、7、8 ——交换位置
结束
3、代码实现——推荐使用移动法
1、交换法
package com.ice.sort;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
public class ShellSort {
public static void main(String[] args) {
//int[] arr = { 8, 9, 1, 7, 2, 3, 5, 4, 6, 0 };
// 创建要给80000个的随机的数组
int[] arr = new int[8000000];
for (int i = 0; i < 8000000; i++) {
arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000); // 生成一个[0, 8000000) 数
}
System.out.println("排序前");
Date data1 = new Date();
SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String date1Str = simpleDateFormat.format(data1);
System.out.println("排序前的时间是=" + date1Str);
shellSort(arr); //交换式
// shellSort2(arr);//移位方式
Date data2 = new Date();
String date2Str = simpleDateFormat.format(data2);
System.out.println("排序前的时间是=" + date2Str);
//System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
// 使用逐步推导的方式来编写希尔排序
// 希尔排序时， 对有序序列在插入时采用交换法,
// 思路(算法) ===> 代码
public static void shellSort(int[] arr) {
int temp = 0;
int count = 0;
// 根据前面的逐步分析，使用循环处理
for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
// 遍历各组中所有的元素(共gap组，每组有个元素), 步长gap
for (int j = i - gap; j >= 0; j -= gap) {
// 如果当前元素大于加上步长后的那个元素，说明交换
if (arr[j] > arr[j + gap]) {
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + gap];
arr[j + gap] = temp;
}
}
}
//System.out.println("希尔排序第" + (++count) + "轮 =" + Arrays.toString(arr));
}
}
}
2、移动法
package com.ice.sort;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
public class ShellSort {
public static void main(String[] args) {
//int[] arr = { 8, 9, 1, 7, 2, 3, 5, 4, 6, 0 };
// 创建要给80000个的随机的数组
int[] arr = new int[8000000];
for (int i = 0; i < 8000000; i++) {
arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000); // 生成一个[0, 8000000) 数
}
System.out.println("排序前");
Date data1 = new Date();
SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String date1Str = simpleDateFormat.format(data1);
System.out.println("排序前的时间是=" + date1Str);
// shellSort(arr); //交换式
shellSort2(arr);//移位方式
Date data2 = new Date();
String date2Str = simpleDateFormat.format(data2);
System.out.println("排序前的时间是=" + date2Str);
//System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
//对交换式的希尔排序进行优化->移位法
public static void shellSort2(int[] arr) {
// 增量gap, 并逐步的缩小增量
for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
// 从第gap个元素，逐个对其所在的组进行直接插入排序
for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
int j = i;
int temp = arr[j];
if (arr[j] < arr[j - gap]) {
while (j - gap >= 0 && temp < arr[j - gap]) {
//移动
arr[j] = arr[j-gap];
j -= gap;
}
//当退出while后，就给temp找到插入的位置
arr[j] = temp;
}
}
}
}
}
4、运行结果
同样在排序8万个数据的条件下，比较两种算法的快慢
1、交换法，
排序前
排序前的时间是=2022-03-13 18:01:42
排序前的时间是=2022-03-13 18:01:47
Process finished with exit code 0
当排序80万个数据时，真的等不下去了，很漫长
2、移动法
排序前
排序前的时间是=2022-03-13 18:02:57
排序前的时间是=2022-03-13 18:02:57
当排序80万个数据时
排序前
排序前的时间是=2022-03-13 18:03:43
排序前的时间是=2022-03-13 18:03:43
当排序800万个数据时
排序前
排序前的时间是=2022-03-13 18:04:18
排序前的时间是=2022-03-13 18:04:20
Process finished with exit code 0
排序前
排序前的时间是=2022-03-13 18:03:43
排序前的时间是=2022-03-13 18:03:43
当排序8000万个数据时
排序前
排序前的时间是=2022-03-13 18:04:43
排序前的时间是=2022-03-13 18:05:11
Process finished with exit code
ed with exit code 0
排序前
排序前的时间是=2022-03-13 18:03:43
排序前的时间是=2022-03-13 18:03:43
当排序8000万个数据时
排序前
排序前的时间是=2022-03-13 18:04:43
排序前的时间是=2022-03-13 18:05:11
Process finished with exit code
