shell排序,希尔排序,递减增量排序。

来源:互联网 发布:暨南大学 知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 17:36

其实是很基础的内容,只不过发现好多大部分文章和代码的解释都不是那么好理解。

最近因为写实验,又回来写这些比较经典的算法,现在看这些算法,觉得如果能在相同运行效率的情况下,

一份思路清晰简单的代码和解释远远胜于一些代码行数较少但晦涩难懂的代码,

甚至易于理解的语言与思路会好过完善的数学理论的解释。(粗浅的语言难免不严谨,但是对于学习是有益处的)


回归正题【以下内容大部分来自维基百科,稍微做了修改】

希尔(shell)排序,也称递减增量排序算法,是插入排序的一种高速而稳定的改进版本。


希尔排序通过将比较的全部元素分为几个区域来提升插入排序的性能。

这样可以让一个元素可以一次性地朝最终位置前进一大步

然后算法再取越来越小的步长进行排序,算法的最后一步就是普通的插入排序,

但是到了这步,需排序的数据几乎是已排好的了(此时插入排序较快)。


一个更好理解的希尔排序实现:

将数组列在一个表中(列数为步长)

并对每一列列排序(用插入排序)。

重复这过程,不过每次用更长的列来进行。

最后整个表就只有一列(步长等于1)了。

将数组转换至表是为了更好地理解这算法,算法本身仅仅对原数组进行排序(通过增加索引的步长,例如是用i += step_size而不是i++)。


例如,假设有这样一组数[ 13 14 94 33 82 25 59 94 65 23 45 27 73 25 39 10 ],如果我们以步长为5开始进行排序,我们可以通过将这列表放在有5列的表中来更好地描述算法,这样他们就应该看起来是这样:

13 14 94 33 82
25 59 94 65 23
45 27 73 25 39
10

然后我们对每列进行排序:

10 14 73 25 23
13 27 94 33 39
25 59 94 65 82
45

当我们以单行来读取数据时我们得到:[ 10 14 73 25 23 13 27 94 33 39 25 59 94 65 82 45 ],然后再以3为步长进行排序:

10 14 73
25 23 13
27 94 33
39 25 59
94 65 82
45

排序之后变为:

10 14 13
25 23 33
27 25 59
39 65 73
45 94 82
94

最后以1步长进行排序(此时就是简单的插入排序了)。


步长的选择是希尔排序的重要部分。只要最终步长为1任何步长序列都可以工作。算法最开始以一定的步长进行排序。然后会继续以一定步长进行排序,最终算法以步长为1进行排序。当步长为1时,算法变为插入排序,这就保证了数据一定会被排序。