Java希爾排序

希爾排序圖示

• 希爾排序提高直接插入排序的效率，在直接插入排序的基礎上使用增量進行分組，增量為 gap，每次分組會減小增量，直至增量減小為 1 ，所以又稱縮小增量排序。
• 從 array[gap] 開始依次往後遍歷獲取待插入值 insertValue
• 從 gap 處開始向前遍歷獲取待插入位置 insertIndex，每次向前移動 gap 個位置
  • 當 insertValue < array[insertIndex - gap] 時，將 insertIndex 向前移動 gap 個位置繼續比較
  • 當 insertValue >= array[insertIndex - gap] 時，說明找到插入位置，將 insertValue 插入到 array[insertIndex] 處即可

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參考程式碼

public static void shellSort(int[] arr) {
    // gap 為間隔分組，gap 每一輪遞減 2 倍
    for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
        // 從第 gap 個元素開始向後遍歷獲取待插入值
        for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
            int insertValue = arr[i];  // 初始化待插入值
            int insertIndex = i;  // 初始化待插入位置
            // 在不越界的前提下，尋找待插入位置
            while (insertIndex - gap >= 0 && insertValue < arr[insertIndex - gap]) {
                arr[insertIndex] = arr[insertIndex - gap];  // 將前 gap 個位置的值後移 gap
                insertIndex -= gap;  // 將 insertIndex 前移 gap 個位置
            }
            arr[insertIndex] = insertValue;
        }
    }
}

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排序效果測試

public static void main(String[] args) {
    //int[] arr = {2, 6, 9, 5, 4, 7, 8, 3, 1};
    System.out.println("排序前：" + Arrays.toString(arr));
    shellSort(arr);
    System.out.println("希爾排序：" + Arrays.toString(arr));
}

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100萬隨機資料測試排序時間

public static void main(String[] args) {
    int[] arrTime = new int[1000000];
    for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
        arrTime[i] = (int) (Math.random() * 1000000);
    }
    long former = System.currentTimeMillis();
    shellSort(arrTime);
    long later = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("時間：" + (later - former) + " 毫秒");
}