Java数据结构和算法-希尔排序[移位式]算法实现

package com.young.sort;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Arrays;
import java.util.Date;

public class ShellSort {

    public static void main(String[] args) {
//        int[] arr = {8, 9, 1, 7, 2, 3, 5, 4, 6, 0};
//        shellSort2(arr);
//        System.out.println(Arrays.toString(arr));
        int[] arr = new int[80000];
        for (int i = 0; i < 80000; i++) {
            arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000);//生成一个[0,8000000)数
        }

        Date date1 = new Date();
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        String date1Str = simpleDateFormat.format(date1);
        System.out.println("排序前的时间是=" + date1Str);

        //测试选择排序
        shellSort2(arr);

        Date date2 = new Date();
        String date2Str = simpleDateFormat.format(date2);
        System.out.println("排序后的时间是=" + date2Str);

    }

    //使用逐步推导的方式来编写希尔排序
    //希尔排序时,对有序序列在插入时采用交换法
    //思路(算法)===>代码
    public static void shellSort(int[] arr) {
        int temp = 0;
        int count = 0;
        //根据前面的逐步分析,使用循环处理
        for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
            for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
                //遍历各组中所有的元素(共gap组),步长是gap
                for (int j = i - gap; j >= 0; j -= gap) {
                    //如果当前元素大于加上步长后的那个元素,说明需要交换
                    if (arr[j] > arr[j + gap]) {
                        temp = arr[j];
                        arr[j] = arr[j + gap];
                        arr[j + gap] = temp;
                    }
                }
            }
            //System.out.println("希尔排序" + (++count) + "轮后=" + Arrays.toString(arr));
        }

/*       //希尔排序的1轮排序
        //因为第1轮排序,是将10个数组分成了5组
        for (int i = 5; i < arr.length; i++) {
            //遍历各组中所有的元素(共5组,每组有2个元素),步长是5
            for (int j = i - 5; j >= 0; j -= 5) {
                //如果当前元素大于加上步长后的那个元素,说明需要交换
                if (arr[j] > arr[j + 5]) {
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 5];
                    arr[j + 5] = temp;
                }
            }
        }
        System.out.println("希尔排序1轮后=" + Arrays.toString(arr));//希尔排序1轮后=[3, 5, 1, 6, 0, 8, 9, 4, 7, 2]

        //希尔排序的2轮排序
        //因为第2轮排序,是将10个数组分成了5/2=2组
        for (int i = 2; i < arr.length; i++) {
            //遍历各组中所有的元素(共2组,每组有5个元素),步长是2
            for (int j = i - 2; j >= 0; j -= 2) {
                //如果当前元素大于加上步长后的那个元素,说明需要交换
                if (arr[j] > arr[j + 2]) {
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 2];
                    arr[j + 2] = temp;
                }
            }
        }
        System.out.println("希尔排序2轮后=" + Arrays.toString(arr));//希尔排序2轮后=[0, 2, 1, 4, 3, 5, 7, 6, 9, 8]

        //希尔排序的3轮排序
        //因为第3轮排序,是将10个数组分成了5/2/2=1组
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            //遍历各组中所有的元素(共1组,每组有10个元素),步长是1
            for (int j = i - 1; j >= 0; j -= 1) {
                //如果当前元素大于加上步长后的那个元素,说明需要交换
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
        }
        System.out.println("希尔排序3轮后=" + Arrays.toString(arr));//希尔排序3轮后=[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]*/
    }

    //对交换式的希尔排序进行优化->移位法
    public static void shellSort2(int[] arr) {
        //增量gap,并逐步的缩小增量
        for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
            //从第gap个元素,逐个对其所在的组进行直接插入
            for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
                int j = i;
                int temp = arr[j];
                if (arr[j] < arr[j - gap]) {
                    while (j - gap >= 0 && temp < arr[j - gap]) {
                        //移动
                        arr[j] = arr[j - gap];
                        j -= gap;
                    }
                    //当退出while循环后,就给temp找到插入的位置
                    arr[j] = temp;
                }
            }
        }
    }

}