插入排序的算法复杂度为O(n2),但假设序列为正序可提高到O(n),并且直接插入排序算法比較简单,希尔排序利用这两点得到了一种改进后的插入排序。
一. 算法描写叙述
希尔排序:将无序数组切割为若干个子序列,子序列不是逐段切割的,而是相隔特定的增量的子序列,对各个子序列进行插入排序;然后再选择一个更小的增量,再将数组切割为多个子序列进行排序......最后选择增量为1,即使用直接插入排序,使终于数组成为有序。
增量的选择:在每趟的排序过程都有一个增量,至少满足一个规则 增量关系 d[1] > d[2] > d[3] >..> d[t] = 1 (t趟排序);依据增量序列的选取其时间复杂度也会有变化,这个不少论文进行了研究,在此处就不再深究;本文採用首选增量为n/2,以此递推,每次增量为原先的1/2,直到增量为1;
下图具体解说了一次希尔排序的过程:
二. 算法分析
平均时间复杂度:希尔排序的时间复杂度和其增量序列有关系,这涉及到数学上尚未解决的难题;只是在某些序列中复杂度能够为O(n1.3);
空间复杂度:O(1)
稳定性:不稳定
三. 算法实现
/******************************************************** *函数名称:ShellInsert *參数说明:pDataArray 无序数组; * d 增量大小 * iDataNum为无序数据个数 *说明: 希尔按增量d的插入排序 *********************************************************/ void ShellInsert(int* pDataArray, int d, int iDataNum) { for (int i = d; i < iDataNum; i += 1) //从第2个数据開始插入 { int j = i - d; int temp = pDataArray[i]; //记录要插入的数据 while (j >= 0 && pDataArray[j] > temp) //从后向前,找到比其小的数的位置 { pDataArray[j+d] = pDataArray[j]; //向后挪动 j -= d; } if (j != i - d) //存在比其小的数 pDataArray[j+d] = temp; } } /******************************************************** *函数名称:ShellSort *參数说明:pDataArray 无序数组; * iDataNum为无序数据个数 *说明: 希尔排序 *********************************************************/ void ShellSort(int* pDataArray, int iDataNum) { int d = iDataNum / 2; //初始增量设为数组长度的一半 while(d >= 1) { ShellInsert(pDataArray, d, iDataNum); d = d / 2; //每次增量变为上次的二分之中的一个 } }