希爾排序演算法

2021-04-22 03:24:32 字數 3050 閱讀 4618

希爾排序演算法是對插入排序的一種改進,其核心是減少已排序區域的右移次數來提高速度。具體做法是先獲得乙個間隔數值 h,然後將 n-1 替換成 n-h 來完成插入排序。

具體例子:

元素集合 = [2, 9, 5, 1, 8, 3, 6, 4, 7, 0]

間隔數值 h = 4

第一次迴圈: 當前元素 array[4] = 8,那麼 (n - h) = (4 - 4) = array[0] = 2,由於 8 > 2,因此不發生交換。

第二次迴圈: 當前元素 array[5] = 3,那麼 (n - h) = (5 - 4) = array[1] = 9,由於 3 < 9,交換結果 2, [3], 5, 1, 8, [9], 6, 4, 7, 0。

繼續迴圈,直到 n == array.length - 1。

接下來減小 h 值開始下一輪間隔迴圈,直到獲得最終排序結果。

對於間隔數值的獲取,通常用以下公式。

h = h * 3 + 1;

我們先給出具體的**,然後和插入排序做個對比。

static void shellsort(int array)

while (h > 0)

array[inner] = temp;

var s = string.join(",", array.convertall(array, i => i.tostring()));

console.writeline("h:, outer:, temp:, ", h, outer, temp, s);

}h = (h - 1) / 3;}}

static void main(string args)

;shellsort(array);

}結果:

h:4, outer:4, temp:8, 2,9,5,1,8,3,6,4,7,0

h:4, outer:5, temp:3, 2,3,5,1,8,9,6,4,7,0

h:4, outer:6, temp:6, 2,3,5,1,8,9,6,4,7,0

h:4, outer:7, temp:4, 2,3,5,1,8,9,6,4,7,0

h:4, outer:8, temp:7, 2,3,5,1,7,9,6,4,8,0

h:4, outer:9, temp:0, 2,0,5,1,7,3,6,4,8,9

h:1, outer:1, temp:0, 0,2,5,1,7,3,6,4,8,9

h:1, outer:2, temp:5, 0,2,5,1,7,3,6,4,8,9

h:1, outer:3, temp:1, 0,1,2,5,7,3,6,4,8,9

h:1, outer:4, temp:7, 0,1,2,5,7,3,6,4,8,9

h:1, outer:5, temp:3, 0,1,2,3,5,7,6,4,8,9

h:1, outer:6, temp:6, 0,1,2,3,5,6,7,4,8,9

h:1, outer:7, temp:4, 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

h:1, outer:8, temp:8, 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

h:1, outer:9, temp:9, 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

我們測試一下和插入排序的效能比較。

class program

array[inner] = temp;

}return count;

}static int shellsort(int array)

while (h > 0)

array[inner] = temp;

}h = (h - 1) / 3;

}return count;

}static void main(string args)

-------------", length);

int array = new int[length];

var ran = new random();

for (int i = 0; i < array.length; i++)

action> sort = (arr, func) =>

: , ",

func != null ? func.method.name : "array.sort",

watch.elapsedmilliseconds,

count);

}; var a1 = array.clone() as int;

var a2 = array.clone() as int;

var a3 = array.clone() as int;

sort(a1, insertionsort);

sort(a2, shellsort);

sort(a3, null);}}

}測試結果:

-10000-------------

insertionsort: 187 , 24806724

shellsort: 3 , 165022

array.sort: 1 , 0

-20000-------------

insertionsort: 608 , 99354518

shellsort: 7 , 373684

array.sort: 2 , 0

-30000-------------

insertionsort: 1377, 226557244

shellsort: 12 , 653250

array.sort: 4 , 0

-40000-------------

insertionsort: 2441, 401343428

shellsort: 16 , 927861

array.sort: 5 , 0

-50000-------------

insertionsort: 3823, 628045456

shellsort: 21 , 1169268

array.sort: 7 , 0

我們可以看到,無論是時間還是右移次數上,希爾排序都比插入排序少很多,整體效能有極大提高,甚至接近 array.sort() 。

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