Java基础知识强化57：经典排序之希尔排序（ShellSort）

1. 希尔排序的原理：





在上面这幅图中：
初始时，有一个大小为 10 的无序序列。

在第一趟排序中，我们不妨设 gap1 = N / 2 = 5，即相隔距离为 5 的元素组成一组，可以分为 5 组。

接下来，按照直接插入排序的方法对每个组进行排序。

在第二趟排序中，我们把上次的 gap 缩小一半，即 gap2 = gap1 / 2 = 2 (取整数)。这样每相隔距离为 2 的元素组成一组，可以分为 2 组。

按照直接插入排序的方法对每个组进行排序。
在第三趟排序中，再次把 gap 缩小一半，即gap3 = gap2 / 2 = 1。 这样相隔距离为 1 的元素组成一组，即只有一组。

按照直接插入排序的方法对每个组进行排序。此时，排序已经结束。
需要注意一下的是，图中有两个相等数值的元素 5 和 5 。我们可以清楚的看到，在排序过程中，两个元素位置交换了。

所以，希尔排序是不稳定的算法。

2. 希尔排序代码实现：

 package cn.itcast;

/*
* 希尔排序：先取一个小于n的整数d1作为第一个增量，
* 把文件的全部记录分成（n除以d1）个组。所有距离为d1的倍数的记录放在同一个组中。
* 先在各组内进行直接插入排序；然后，取第二个增量d2<d1重复上述的分组和排序，
* 直至所取的增量dt=1(dt<dt-l<…<d2<d1)，即所有记录放在同一组中进行直接插入排序为止。
*/
public class ShellSort {
public static void sort(int[] data) {
for (int i = data.length / 2; i > 2; i /= 2) {
for (int j = 0; j < i; j++) {
insertSort(data, j, i);
}
}
insertSort(data, 0, 1);
}

/**
* @param data
* @param j
* @param i
*/
private static void insertSort(int[] data, int start, int inc) {
for (int i = start + inc; i < data.length; i += inc) {
for (int j = i; (j >= inc) && (data[j] < data[j - inc]); j -= inc) {
swap(data, j, j - inc);
}
}
}
/*
* 交换数组中的两个元素
*/
public static void swap(int[] data, int i, int j) {
int temp = data[i];
data[i] = data[j];
data[j] = temp;
}
}
/*
* 属于插入类排序,是将整个无序列分割成若干小的子序列分别进行插入排序 　　
* 排序过程：先取一个正整数d1<n，把所有序号相隔d1的数组元素放一组，
* 组内进行直接插入排序；然后取d2<d1，重复上述分组和排序操作；直至di=1， 即所有记录放进一个组中排序为止 　　
* 初始：d=5 　　49 38 65 97 76 13 27 49 55 04 　　
* 49 13 　　|-------------------| 　　
* 38 27     |-------------------| 　　
* 65 49 　　|-------------------| 　　
* 97 55     |-------------------| 　　
* 76 04 　　|-------------------| 　　
* 一趟结果 　　13 27 49 55 04 49 38 65 97 76 　　
* d=3 　　 13 27 49  55 04 49 38 65 97 76 　　
* 13 55 38 76 |------------|------------|------------| 　　
* 27 04 65 |------------|------------| 　　
* 49 49 97 |------------|------------| 　　
* 二趟结果  13 04 49* 38 27 49 55 65 97 76 　　
* d=1 　　13 04 49 38 27 49 55 65 97 76
* 　　 |----|----|----|----|----|----|----|----|----| 　　 三趟结果 　　
* 04 13 27 38 49 49 55 65 76 97
*/