觀察一下”插入排序“：其實不難發(fā)現(xiàn)她有個缺點：

　　如果當(dāng)數(shù)據(jù)是”5, 4, 3, 2, 1“的時候，此時我們將“無序塊”中的記錄插入到“有序塊”時，估計俺們要崩盤，每次插入都要移動位置，此時插入排序的效率可想而知。  

　　shell根據(jù)這個弱點進行了算法改進，融入了一種叫做“縮小增量排序法”的思想，其實也蠻簡單的，不過有點注意的就是：

增量不是亂取，而是有規(guī)律可循的。

希爾排序時效分析很難，關(guān)鍵碼的比較次數(shù)與記錄移動次數(shù)依賴于增量因子序列d的選取，特定情況下可以準確估算出關(guān)鍵碼的比較次數(shù)和記錄的移動次數(shù)。目前還沒有人給出選取最好的增量因子序列的方法。增量因子序列可以有各種取法，有取奇數(shù)的，也有取質(zhì)數(shù)的，但需要注意：增量因子中除1 外沒有公因子，且最后一個增量因子必須為1。希爾排序方法是一個不穩(wěn)定的排序方法。

首先要明確一下增量的取法(這里圖片是copy別人博客的，增量是奇數(shù)，我下面的編程用的是偶數(shù))：

      第一次增量的取法為： d=count/2;

      第二次增量的取法為:  d=(count/2)/2;

      最后一直到: d=1; 

好，注意看圖了，第一趟的增量d1=5, 將10個待排記錄分為5個子序列，分別進行直接插入排序，結(jié)果為(13, 27, 49, 55, 04, 49, 38, 65, 97, 76)

第二趟的增量d2=3, 將10個待排記錄分為3個子序列，分別進行直接插入排序，結(jié)果為(13, 04, 49, 38, 27, 49, 55, 65, 97, 76)

第三趟的增量d3=1, 對整個序列進行直接插入排序，最后結(jié)果為(04, 13, 27, 38, 49, 49, 55, 65, 76, 97)

重點來了。當(dāng)增量減小到1時，此時序列已基本有序，希爾排序的最后一趟就是接近最好情況的直接插入排序。可將前面各趟的"宏觀"調(diào)整看成是最后一趟的預(yù)處理，比只做一次直接插入排序效率更高。

本人是學(xué)python的，今天用python實現(xiàn)了希爾排序。

def ShellInsetSort(array, len_array, dk): # 直接插入排序
 for i in range(dk, len_array): # 從下標為dk的數(shù)進行插入排序
 position = i
 current_val = array[position] # 要插入的數(shù)

 index = i
 j = int(index / dk) # index與dk的商
 index = index - j * dk

 # while True: # 找到第一個的下標，在增量為dk中，第一個的下標index必然 0<=index<dk
 # index = index - dk
 # if 0<=index and index <dk:
 # break


 # position>index,要插入的數(shù)的下標必須得大于第一個下標
 while position > index and current_val < array[position-dk]:
 array[position] = array[position-dk] # 往后移動
 position = position-dk
 else:
 array[position] = current_val



def ShellSort(array, len_array): # 希爾排序
 dk = int(len_array/2) # 增量
 while(dk >= 1):
 ShellInsetSort(array, len_array, dk)
 print(">>:",array)
 dk = int(dk/2)

if __name__ == "__main__":
 array = [49, 38, 65, 97, 76, 13, 27, 49, 55, 4]
 print(">:", array)
 ShellSort(array, len(array))

輸出:

>: [49, 38, 65, 97, 76, 13, 27, 49, 55, 4]
>>: [13, 27, 49, 55, 4, 49, 38, 65, 97, 76]
>>: [4, 27, 13, 49, 38, 55, 49, 65, 97, 76]
>>: [4, 13, 27, 38, 49, 49, 55, 65, 76, 97]

首先你得先會插入排序，不會你必然看不懂。 

插入排序，即是對上圖三個黃色框中的數(shù)進行插入排序。舉個例子：13，55，38，76

直接看55，55<13, 不用移動。接著看38，38<55，那么55后移，數(shù)據(jù)變?yōu)閇13，55，55，76]，接著比較13<38, 那么38替換55，變成[13，38，55，76]。其它同理，略。

這里有個問題，比如第二個黃色框[27，4，65]，4<27, 那27往后移，接著4就替換第一個，數(shù)據(jù)變成[4，27，65]，但是計算機怎么知道4就是在第一個啊??

我的做法是，先找出[27，4，65]第一個數(shù)的下標，在這個例子中27的下標為1。當(dāng)要插入的數(shù)的下標大于第一個下標1時，才可以往后移，前一個數(shù)不可以往后移有兩種情況，一種是前面有數(shù)據(jù)，且小于要插入的數(shù)，那你只能插在它后面。另一種，很重要，當(dāng)要插入數(shù)比前面所有數(shù)都小時，那插入數(shù)肯定是放在第一個，此時要插入數(shù)的下標＝第一個數(shù)的下標。(這段話，感覺初學(xué)者應(yīng)該不大懂……)

為了找到第一個數(shù)的下標，最開始想的是用循環(huán)，一直到最前面:

while True: # 找到第一個的下標，在增量為dk中，第一個的下標index必然 0<=index<dk
 index = index - dk
 if 0<=index and index <dk:
 break

在Debug時，發(fā)現(xiàn)用循環(huán)太浪費時間了，特別是當(dāng)增量d=1時，直接插入排序為了插入列表最后一個數(shù)，得循環(huán)減1，直到第一個數(shù)的下標，后來我學(xué)聰明了，用下面的方法:

j = int(index / dk) # index與dk的商
index = index - j * dk

時間復(fù)雜度:

希爾排序的時間復(fù)雜度是所取增量序列的函數(shù)，尚難準確分析。有文獻指出，當(dāng)增量序列為d[k]=2^(t-k+1)時，希爾排序的時間復(fù)雜度為O(n^1.5), 其中t為排序趟數(shù)。

穩(wěn)定性: 不穩(wěn)定

希爾排序效果: 

參考資料: 編程是我自己實現(xiàn)的。建議Debug看看運行過程

c++中八大排序算法

視覺直觀感受若干常用排序算法

C#七大經(jīng)典排序算法系列（下）

1.非系統(tǒng)的學(xué)習(xí)也是在浪費時間 2.做一個會欣賞美，懂藝術(shù)，會藝術(shù)的技術(shù)人

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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