希尔排序是插入排序的一种更高效的改进版本。希尔排序通过比较相距一定间隔的元素来进行排序,随着算法的进行,这个间隔逐渐减少,直到最后变为1,此时的排序其实就是一次插入排序。
希尔排序和插入排序的区别是希尔排序是插入排序的分组进行,假设我们现在的步长是4,那么7和5一组,8和2一组,1和3一组,4和6一组,先在每一组中进行插入排序,如下:
接着缩短步长,步长变为4,扩大数组,然后继续进行插入排序
结果如下:
最后在进行步长为1的插入排序。
那么该如何实现分组进行插入排序呢,首先我们先来看一下上篇文章直接插入排序是如何进行的:
void InsertSort(int *array,int size) {
for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
int end = i;
int tmp = array[end + 1];
while (end >= 0)
{
if (tmp < array[end]) {
array[end + 1] = array[end];
end--;
}
else {
break;
}
}
array[end + 1] = tmp;
}
}
说是直接插入排序,我们也可以理解为是步长为1 的希尔排序,那么在哪里更改步长呢?
我们只需要把需要插入的节点改为 array[end+gap],end=end-gap;这意味着我们要以gap为步长进行插入操作,修改如下:
这里我们先把gap步长定义为4,i < size - gap 意味着在这之后不能满足一整个步长大小了,说明已经全部分好组。
void ShellSort(int* array, int size,int gap) {
gap = 4 ;
for (int i = 0; i < size - gap; i++) {
int end = i;
int tmp = array[end + gap];
while (end >= 0)
{
if (tmp < array[end]) {
array[end + gap] = array[end];
end = end - gap;
}
else {
break;
}
}
array[end + gap] = tmp;
}
}
运行之后的结果:
对比之前步长为4的数组,可以发现我们分组的数已经完成了插入排序。
那么我们如何让步长进行缩小呢? 我们可以将分组插入排序放进while循环中,每次gap除以2,假设我们传入的初始gap是4,这样就可以保证第一次是以4为步长,第二次以2为步长,最后跳出循环。
最终函数:
void ShellSort(int* array, int size,int gap) {
while (gap > 0) {
for (int i = 0; i < size - gap; i++) {
int end = i;
int tmp = array[end + gap];
while (end >= 0)
{
if (tmp < array[end]) {
array[end + gap] = array[end];
end = end - gap;
}
else {
break;
}
}
array[end + gap] = tmp;
}
gap = gap / 2;
}
}
这就是文章的全部内容了,希望对你有所帮助,如有错误欢迎指出。