排序演算法：Java實現希爾排序

划水的魚dm發表於2021-10-29
排序演算法Java

希爾排序的思路是先分組再整合

先對下標進行分組，比如當陣列長度為20時，一開始選定一個間隔值為10

對陣列進行排序，每隔10個元素比較大小並交換，以下標為間隔，1和11比較、2和12比較......10和20比較

然後間隔值減半，從10到5，(1,6,11,16)比較、（2,7,12,17）比較.....(5,10,15,20)比較

間隔值逐步減半，再從5到2，從2到1，間隔值為1時也就是整個陣列的元素進行排序

因為一開始分組交換時，沒有顧及到不同組之間元素的前後關係，所以這是一個不穩定的排序演算法

程式碼示例

 1 public class ShellSortDemo {
 2     public static void main(String[] args) {
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 6         int[] arr = new int[20];
 7         int[] arr1 = new int[arr.length];
 8         for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
 9             arr[i] = new Random().nextInt() % 1000;
10             arr1[i] = arr[i];
11         }
12         System.out.println(Arrays.toString(arr));
13         shellSort(arr);
14         sort(arr1);
15         System.out.println(Arrays.toString(arr));
16     }
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18     public static void shellSort(int[] arr){
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20         /**
21          * 雖然巢狀了三個迴圈，但是資料的交換次數並不多
22          */
23         int second = 0;
24         for (int gap = arr.length/2; gap >= 1 ; gap/=2) {
25             for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
26                 int j = i;
27                 //分組後，每一組先排序前面的，再排序後面的
28                 while (j-gap >= 0 && arr[j] < arr[j-gap]){
29                     second++;
30                     swap(arr,j,j-gap);
31                     j -= gap;
32                 }
33             }
34         }
35         System.out.println("希爾排序交換次數："+second);
36     }
37 
38     /**
39      * 基本的氣泡排序
40      */
41     public static void sort(int[] arr){
42         int second = 0;
43         for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
44             for (int j = 0; j < arr.length -1; j++) {
45                 if(arr[j] > arr[j+1]){
46                     swap(arr,j,j+1);
47                     second++;
48                 }
49             }
50         }
51         System.out.println("氣泡排序交換次數："+second);
52 
53     }
54     public static void swap(int[] arr,int a,int b){
55         int tmp = arr[a];
56         arr[a] = arr[b];
57         arr[b] = tmp;
58     }
59 }

希爾排序程式碼主要是三個迴圈和一個判斷，雖然寫了三個迴圈，但是比較了一下，資料交換次數比氣泡排序少了很多。

 

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