演算法 希爾排序

2022-08-19 01:15:15 字數 1830 閱讀 4358

希爾排序是基於插入排序的乙個優化。可以使平均時間複雜度減少為o(n * log2(n))。

洛谷1177 排序

題目描述

將讀入的 n 個數從小到大排序後輸出。

輸入格式

第 1 行為乙個正整數 n。

第 2 行包含 n 個空格隔開的正整數 a[i],為你需要進行排序的數,資料保證了a[i]不超過10^9。

輸出格式

將給定的 n個數從小到大輸出,數之間用空格隔開。

輸入輸出樣例

輸入

5

4 2 4 5 1

輸出

1 2 4 4 5
說明提示

對於20% 的資料,有 n <= 10^3。

對於100% 的資料,有 n <=10^5 。

這裡我們定義乙個新的變數gap表示增量,意思是每次將a[1] ~ a[n] 分為gap組:

第1組:a[1],a[gap + 1],a[2 * gap + 1] ……

第2組:a[2],a[gap + 2],a[2 * gap + 2] ……

第3組:a[3],a[gap + 3],a[2 * gap + 3] ……

……………………………………………………

第gap組:a[gap],a[gap + gap],a[2 * gap + gap] ……

之後分別對這gap組進行插入排序,就可以讓序列中變得比之前更加有序。

gap剛開始往往取(n / 2),之後每次讓gap /= 2,直到gap == 0了就停止。這裡可能相對來說比較難理解,你可以自己動手去分析一下樣例。

最後算一下這個演算法的時間複雜度:我們需要先列舉gap,再去列舉i和j,總共有三重迴圈。第一重迴圈每次是gap /= 2,跑了大約log2(n)次,而第二重迴圈跑了大約n次。但第三重迴圈實際上很快,常數次就跑完了,因為每次分完組,都會使這個序列變得更加有序,第三重迴圈去插入的時候跑了幾次就跳出去了。所以綜合起來平均的時間複雜度也就o(n * log2(n))級別,相對於插入排序就快了很多了。

這裡有乙個坑點務必注意:在寫j這個迴圈時,判斷是否跳出迴圈的語句中一定要把j >= 1 放在a[j] > a[j + gap]前面。

for (int j = i - gap; j >= 1 && a[j] > a[j + gap]; j -= gap) // 正確

for (int j = i - gap; a[j] > a[j + gap] && j >= 1; j -= gap) // 錯誤

因為如果說我的j -= gap後萬一變成了負數,那麼a[j]就沒有意義了,而&&運算是先去判斷前面的語句,如果前面的語句正確才去判斷後面的語句,否則不會去判斷後面的語句。

這樣如果是第一行的for迴圈,當j變成負數後,先判斷出j >= 1是假的,根據&&符號的運算法則,不回去判斷a[j] > a[j + gap],是正確的。

而如果是第二行的for迴圈,當j變成負數後,會先去判斷a[j] > a[j + gap],可j是負數,a[j]根本沒有意義,就成功re了。

# include # include # include # include using namespace std;

const int n_max = 100000;

int n;

int a[n_max + 10];

void shellsort()

int main()

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