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演算法學習--7.4希爾排序

https://blog.csdn.net/MoreWindows/article/details/6668714

  1. 希爾排序最壞情況O(N^2),增量的選擇不同,其平均複雜度也不同;
  2. 希爾排序的效能可以在實踐中接受,其簡單特點使其對於適度的大量輸入(數以萬計)經常和你選用的演算法。

希爾排序的實質就是分組插入排序,該方法又稱縮小增量排序,因DL.Shell於1959年提出而得名。
該方法的基本思想是:先將整個待排元素序列分割成若干個子序列(由相隔某個“增量”的元素組成的)分別進行直接插入排序然後依次縮減增量再進行排序,待整個序列中的元素基本有序(增量足夠小)時,再對全體元素進行一次直接插入排序

。因為直接插入排序在元素基本有序的情況下(接近最好情況),效率是很高的,因此希爾排序在時間效率上比前兩種方法有較大提高。

以n=10的一個數組     49, 38, 65, 97, 26, 13, 27, 49, 55, 4為例
第一次 gap = 10 / 2 = 5
49   38   65   97   26   13   27   49   55   4

1A                                        1B

        2A                                         2B

                 3A                                         3B

                         4A                                          4B

                                  5A                                         5B

1A,1B,2A,2B等為分組標記,數字相同的表示在同一組,大寫字母表示是該組的第幾個元素, 每次對同一組的資料進行直接插入排序。即分成了五組(49, 13) (38, 27) (65, 49)  (97, 55)  (26, 4)這樣每組排序後就變成了(13, 49)  (27, 38)  (49, 65)  (55, 97)  (4, 26),下同。
第二次 gap = 5 / 2 = 2
排序後
13   27   49   55   4    49   38   65   97   26

1A             1B             1C              1D            1E

        2A               2B             2C             2D              2E

第三次 gap = 2 / 2 = 1

4   26   13   27   38    49   49   55   97   65

1A   1B     1C    1D    1E      1F     1G    1H     1I     1J

第四次 gap = 1 / 2 = 0 排序完成得到陣列

4   13   26   27   38    49   49   55   65   97

下面給出嚴格按照定義來寫的希爾排序

#include <iostream>
using namespace std;
template<typename T>
int length(T& arr)
{
	return sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
}
void shellSort(int arr[], int n);
void Print(int arr[], int n);
int main()
{
	int arr[6] = { 9,3,20,-2,-5,3 };
	int n = length(arr);
	shellSort(arr, n);
	Print(arr, n);
	system("pause");
	return 0;
}

void shellSort(int arr[], int n)
{
	int i, j, gap;
	int tmp;
	for (gap = n / 2; gap > 0; gap--)
	{
		for (i = gap; i < n; i++)//插入排序
		{
			tmp = arr[i];
			for (j = i; j > 0 && arr[j - gap] > tmp; j-=gap)
			{
				arr[j] = arr[j - gap];//移出空位
			}
			arr[j] = tmp;
		}
	}
}

void Print(int arr[], int n)
{
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		cout << arr[i] << " ";
	}
	cout << endl;
}

附註:上面希爾排序的步長選擇都是從n/2開始,每次再減半,直到最後為1。其實也可以有另外的更高效的步長選擇,如果讀者有興趣瞭解,請參閱維基百科上對希爾排序步長的說明: