讲希尔排序之前,先给大家讲一下直接插入排序。
1,直接插入排序基本思想:直接插入排序的基本操作就是将一个数据插入到已经排好序的有序表中,从而得到一个新的,数据个数增1的有序表。
2,直接插入排序代码实现 void InsertSort(int *arr, int n) { assert(arr != NULL && n > 1); //临界条件的判断 int i = 0; for(; i < n - 1; ++i)//当i = n-1时,已经排序完成 { if(arr[i] > arr[i+1]) { int tmp = arr[i+1];//保存要插入的值 arr[i+1] = arr[i]; int j = i; while(j > 0 && arr[j-1] > tmp) { arr[j] = arr[j-1]; --j; } arr[j] = tmp;//tmp插入到合适的位置 } } } 3,直接插入排序的时间复杂度直接插入排序的时间复杂度为O(n^2),空间复杂度为O(1),当数据有序时,直接插入排序的时间复杂度为O(n),排序算法稳定,所以直接插入排序适合于数据基本有序,并且数据量小的数据。
4,希尔排序基本思想:将大量的数据分割成若干个子序列,此时每个子序列待排序的数据个数就比较少了,然后在这些子序列内分别进行直接插入排序,当整个序列都基本有序时,在对全体数据进行一次直接插入排序。
所谓基本有序,就是指小的数据基本在前面,大的数据基本在后面,不大不小的基本在中间。
我们进行数据分割的思想是:将相距某个增量的数据组成一个子序列,这样才能保证在子序列内分别进行直接插入排序后得到的结果是基本有序而不是局部有序。
5,希尔排序代码实现 //希尔排序调用增量为width的直接插入排序的声明 void Shell(int *arr,int n, int width); void ShellSort(int *arr,int n) { assert(arr != NULL && n > 1); int d[] = {5,3,1};//将数据调用三次直接插入排序,第一次是以增量为5的数据为一组,第二次以增量为3,第三次增量为1,也就是整体进行直接插入排序,这个增量视数据量的多少而定。 int len = sizeof(d) / sizeof(d[0]); for(int i = 0; i < len; ++i) { Shell(arr,n,d[i]); } } //增量为width的直接插入排序 void Shell(int *arr,int n, int width) { assert(arr != NULL && n > 1 && width > 0); int i = 0; for(; i < n-width; ++i) { if(arr[i] > arr[i+width]) { int tmp = arr[i+width]; arr[i+width] = arr[i]; int j = i; while(j - width > 0 && arr[j-width] > tmp)//当j-width < 0,就直接arr[j] = tmp { arr[j] = arr[j-width]; --j; } arr[j] = tmp; } } } //测试一下 int main() { int arr[15] = {13, 47, 62, 58, 54, 60, 99, 35, 85, 41, 46, 75, 23, 16, 56}; int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); Shell(arr,len); for(int i = 0; i < len; ++i) { printf("%d ",arr[i]); } printf("\n"); } 6,希尔排序的时间复杂度希尔排序是对直接插入排序的优化,目的是使数据越来越有序。 时间复杂度为O(n^1.3-1.5),空间复杂为O(1),希尔排序的实现采用某增量的直接插入排序,存在数据的跳跃式交换,不稳定。