【数据结构】排序

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【数据结构】排序

2024-07-10 00:07| 来源: 网络整理| 查看: 265

前言

本篇博客,我们继续介绍一种排序——希尔排序,上篇博客我们说了插入排序,了解了插入排序,那希尔排序又是什么那,我们一起来看看

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⏩ 文章专栏:数据结构

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目录

1.希尔排序概念

 2.实现希尔排序

3.希尔排序的时间复杂度

1.希尔排序概念

由于希尔排序需要用到插入排序的思想,我们先来回顾一遍插入排序的实现动态图

插入排序的代码

 

希尔排序法又称 缩小增量法 。希尔排序法的基本思想是: 先选定一个整数,把待排序文件中所有记录分成个 组,所有距离为的记录分在同一组内,并对每一组内的记录进行排序。然后,取,重复上述分组和排序的工 作。当到达 =1 时,所有记录在统一组内排好序 。 也就是说希尔排序是一个逐渐有序的过程,最后一次排序就是插入排序

正如概念所说我们现将一写数据分好组,在同一组内先进行插入排序,然后在其他组重复插入排序,如下图

 

 这个gap就是组间距,由图可知最后当gap为1时,其排序就是一个插入排序

希尔排序的特性总结: 1. 希尔排序是对直接插入排序的优化。 2. 当 gap > 1 时都是预排序,目的是让数组更接近于有序。当 gap == 1 时,数组已经接近有序的了,这样就会很快。这样整体而言,可以达到优化的效果。我们实现后可以进行性能测试的对比。 3. 希尔排序的时间复杂度不好计算,因为 gap 的取值方法很多,导致很难去计算,因此在好些树中给出的希尔排序的时间复杂度都不固定 《数据结构 - 用面相对象方法与 C++ 描述》 --- 殷人昆 4. 稳定性:不稳定  2.实现希尔排序

了解了希尔排序的特点,那么如何实现希尔排序那

我们先给出以下数据,给他们排序

9 1 2 5 7 4 8 6 3 5

如何利用希尔排序给这一数据排序

我们先假设组间距gap为3

 

我们先把组间距为3的组,把这些组先进行插入排序

先看红线连的一组 

9    5     8     5

通过插入排序,得

5    5    8    9 

再看绿线

1     7     6      

插入排序得

1    6     7 

最后看紫线

2     4      3 

插入排序得

2    3      4 

所以最终数据就变成

5    1    2      5      6     3      8     7     4     9 

我们可以观察到,通过一次预排序,观察到的结果 

 

注意此时数据还没有有序,但我们先可以把此部分代码写出来,总之,代码整体上就是插入排序,只不过分组来插入。

这个是一组一组走的代码

这个是多组并着走的代码 

 

接下来我们就要变化gap,我们要记住一点,gap最后结果一定为一(此刻数据为有序),我们一般每次将gap自除3(比较合理的一种,官方并没有明确),由于最后确保gap为1,我们应该gap除3再加一。

所以gap的变化顺序,我们可以通用的将gap初始值设为数据数量,然后依次除三再加一,直到gap为1,跳出循环,此刻数据就变有序

最终希尔排序的代码就是

3.希尔排序的时间复杂度

希尔排序的时间复杂度我们记住是O(n^1.3)

至于怎么算的,小编数学不太好哈哈哈,就说一下大致的过程。

我们先看gap每次除三(1省略),每次排序最坏的情况相当于排了数据数量*组数(n/3)

最后一趟组间距为1,相当于排了n次,由此可见在排序过程中,次数逐渐升高达到最高点再逐渐降低,再根据概率轮相关知识,可得出O(n^1.3)

结束语 

希尔排序总结完,下一个排序就是我们大家最熟悉的快速排序,快速排序有好几种实现方法,希尔排序还有不明白的可以评论区说。

OK,本篇博客结束,感谢观看!!!

 

 



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