希尔排序一个重要性质:
后使用的增量排序不会影响之前使用的增量排序
也就是:h1-排序后,不会影响hk排序的成果,否则就是前功尽弃了。。后面排序摧毁了前面的劳动
以Shell建议的序列ht【N/2】和hk【hk+1/2】为例。
具体的代码实现如下:
template<typename T>
void shell_sort(T* array, unsigned int n) {
unsigned int i, j, increment;
T tmp;//shell建议的序列就是从n/2开始的,每次都n/=2,得到下一个序列,
for (increment = n / 2; increment >= 1; increment /= 2)
{
for (i = increment; i < n; i++)//第二个for
{//i一定是从increment位置开始的,因为你要间隔increment比较元素,你至少都得往左边有元素能比较
//所以你第一个i的位置减去increment后就是和第一个元素array[0]比较,接着i++,继续排序
tmp = array[i];//第三个for,间隔increment个元素比较
for (j = i; j >= increment && array[j - increment] > tmp;j-=increment)
{
array[j] = array[j - increatment];
}
array[j] = tmp;
}
}
}
对第一层for分析:
根据shell序列定义,先取N/2为第一个使用的增量,然后(N/2)/2,循环条件就是使用的增量大于等于1
这层for比较容易理解
对第二层for分析:
看图片吧,假如我增量是5,那么tmp就是从35开始,i++导致tmp的位置一值右移,因为你是间隔increment排序,所以间隔increment的数都是相当于使用了插入排序,只不过是间隔了increment个
位置的排序而已
图中排序执行 的先后顺序是右往左
先是35和81比较
然后17和94比较
然后95和11比较
。。。。。。。。
然后58和12比较
然后到41的时候可以比较3个元素了
41和35比较,然后和81比较
。。。。。
剩下的基本都差不多了
第三层就太简单啦,直接就是间隔为增量的交换比较操作啦
总结一句:希尔排序实质上是间隔为increment的插入排序,本质上完全一样,就是为了改善插入排序
插入排序使用推荐条件是:
①排序数目少
②输入的数据已经大概是排好序的了,逆序对比较少
综上,为了改善插入排序,先是对子数组的逆序对进行改善,然后降低了逆序对数,等到你增量是1的时候,基本是预排序,此时调用之前的插入排序,性能将得到很大提高!!
导致希尔排序性能低下的因素
你每个子数组我都是有序的,但是到增量是1的时候我逆序对还是很多,而且我前面消除逆序对的代码
相当于白花费工夫
例子如下