c语言希尔排序总结（详解）

news2024/11/30 6:57:28

希尔排序：

1：分组插入排序两两分组降低元素个数提高插入的效率，先分组对每一组分别进行插入排序

希尔排序是插入排序的一种改进算法，也称为缩小增量排序。其基本原理是通过将待排序的序列分成若干个子序列，对每个子序列进行插入排序，然后逐渐缩小子序列的间隔，直到整个序列基本有序。

希尔排序的原理如下：

首先确定一个增量序列，通常是使用希尔增量序列（例如：N/2, N/4, N/8, … 1），其中N为待排序序列的长度。
按照增量序列的间隔，将待排序序列分成若干个子序列。
对每个子序列分别进行插入排序。
缩小增量，重复步骤2和步骤3，直到增量为1。
最后进行一次插入排序，确保整个序列有序。

希尔排序的时间复杂度取决于增量序列的选择，一般情况下为O(n^1.3)至O(n2)之间。希尔排序是一种不稳定的排序算法，因为在排序过程中会涉及多次元素交换。希尔排序相对于简单的插入排序来说，具有更好的时间性能，尤其在大规模数据的情况下，相对于其他O(n^2)的排序算法也有更好的性能。

在这里插入图片描述 希尔排序代码截图：

在这里插入图片描述 希尔排序详细代码：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <iostream>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <sys/timeb.h>

#define MAX 10
// 获取当前系统的时间
long getSystemTime() {
    struct timeb tb;
    ftime(&tb);
    return tb.time * 1000 + tb.millitm;
}

// 交换函数
void Swap(int* a, int* b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}
int flag = 0; // 表示没有排序好


//插入排序实现的代码
void InsertSort(int arr[], int length) {
    int j;
    for (int i = 1; i < length; i++) {
       // 用当前这个数和前面的这个数进行比较
        if (arr[i] < arr[i - 1]) {
           // 插入排序，给数据做一个缓存
            int temp = arr[i];
            for (j = i - 1; j >= 0 && temp < arr[j];j--) {
                arr[j + 1] = arr[j];

            }
            arr[j + 1] = temp;
        }
    }

}

// 希尔排序代码的实现
void ShellSort(int arr[], int length) {
        // 
    int inceeasement = length;
    int i;
    int j;
    int k;
    do {
        // 循环第一步确定循环的增量
        inceeasement =  inceeasement / 3 + 1;
        for (i = 0; i < inceeasement; i++) {
                // 确定每一组的第一个元素
            for (j = i + inceeasement; j < length; j += inceeasement) {
                if (arr[j] < arr[j - inceeasement]) {
                    // 缓存数据
                    int temp = arr[j];
                    for (k = j - inceeasement; k >= 0 && temp < arr[k];k-= inceeasement) {
                        arr[k + inceeasement] = arr[k];

                    }
                    arr[k + inceeasement] = temp;
    
                }
            }
        }
    
    } while (inceeasement > 1);

}



// 打印函数
void PrintArray(int arr[], int length) {
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}
int main()
{

    int arr[MAX];
    int arr2[MAX];
    srand((unsigned int)time(NULL));
    for (int i = 0; i < MAX; i++) {
        int randNum = rand() % MAX;
        arr[i] = randNum;
        arr2[i] = randNum;
    }
    
    PrintArray(arr, MAX);
    //插入排序
    long InsertSort_start = getSystemTime();
    InsertSort(arr, MAX);
    PrintArray(arr, MAX);
    long InsertSort_end = getSystemTime();
    printf("插入排序%d个元素所需要的时间:%ld\n", MAX, InsertSort_end - InsertSort_start);
    
    PrintArray(arr2, MAX);
    // 希尔排序
    long ShellSort_start = getSystemTime();
    ShellSort(arr2, MAX);
    PrintArray(arr2, MAX);
    long ShellSort_end = getSystemTime();
    printf("希尔排序%d个元素所需要的时间:%ld\n", MAX, ShellSort_end - ShellSort_start);
    
    return 0;

}