希尔排序也是一种插入排序,它是简单插入排序经过改进之后的一个更高效的版本,也称为缩小增量排序。
基本思想
shell排序是相当于把一个数组中的所有元素分成几部分来排序;先把几个小部分的元素排序好,让元素大概有个顺序,最后再全面使用插入排序。
基于插入排序进行改进:
插入排序在对几乎已经排好序的数据操作时,效率高,可以达到线性排序的效率,但插入排序一般来说是低效的,因为插入排序每次只能将数据移动一位
算法描述
- 选择一个增量序列t1,t2,....,tk,其中ti>tj,tk=1;
- 按增量序列个数k,对序列进行k趟排序;
- 每趟排序,根据对应的增量ti,将待排序列分割成若干长度为m的子序列,分别对各子表进行直接插入排序。仅增量因子为1时,整个序列作为一个表来处理,表长度即为整个序列的长度
演示
代码实现
public static void sort(int[] array) {
int temp = 0;
// gap表示步长,步长逐渐减少
for (int gap = array.length / 2; gap > 0; gap = gap / 2) {
for (int i = gap; i < array.length; i++) {
// 遍历各组中所有的元素(共gap组,每组有length/gap个元素),步长gap
for (int j = i - gap; j >= 0; j -= gap) {
// 如果当前元素大于加上步长后的那个元素,说明交换
if (array[j] > array[j + gap]) {
temp = array[j];
array[j] = array[j + gap];
array[j + gap] = temp;
}
}
}
}
}
时间复杂度
希尔排序的时间复杂度和增量的选取有关
最佳情况:T(n) = O(n)
根据增量序列的不同而不同。已知最好的O(n)
最坏的情况:T(n) = O(nlog2n)
平均情况: T(n) = O(nlog2n)
总的来说,比较在希尔排序中是最主要的操作,而不是交换。在一些步长序列的希尔排序比插入排序要快,甚至在小数组中比快速排序和堆排序还快,但是在涉及大量数据时希尔排序还是比快速排序慢。
空间复杂度
只使用到一个缓存单位,空间复杂度为O(1)
优点与缺点
- 优点:快,数据移动少
- 缺点:不稳定,gap的取值是多少,应取多少个不同的值,都无法确切直到,只能凭经验来取
测试记录
待补充
源码
暂时未发现在开源框架或jdk中用到插入排序