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C#希尔排序

Ruby_Lu 人气:0

对于大规模乱序的数组,插入排序很慢,因为它只会交换相邻的元素,因此元素只能一点一点地从数组地一段移动到另一端。希尔排序改进了插入排序,交换不相邻地元素以对数组地局部进行排序,最终用插入排序将局部有序的数组排序。

希尔排序的思想是使数组中任意间隔为 h 的元素都是有序的。这样的数组成为 h 有序数组。换句话说,一个 h 有序数组就是 h 个相互独立的有序数组组合在一起的一个数组。

在进行排序时,刚开始 h 很大,就能将元素移动到很远的地方,为实现更小的 h 有序创造方便。h 递减到 1 时,相当于插入排序。这就是希尔排序。下面的代码 h 从 N/3 开始递减,h = h * 3 + 1:

public class Shell: BaseSort
    {
        public static long usedTimes = 0;
        public Shell()
        {
        }

        public static void Sort(IComparable[] a)
        {
            Stopwatch timer = new Stopwatch();
            timer.Start();
            int n = a.Length;
            int h = 1;
            while (h < n / 3)
                h = h * 3 + 1;

            /*
             * 每次循环生成 h有序数组(h 个有序数组) 即 (h 0), (h+1 1), (h+2 2), ....
             *      如果右边的值小于左边的值时,交换;
             *      并退回到左边的位置,重新排序,循环比较(j>=h)。
             *      因为交换可能引起原有序的数组乱序,所以需要退回去重新比较
             * 当 h 递减到 1时,相当于插入排序一个部分有序数组
             * */
            while (h >= 1)
            {
                //Console.WriteLine(h);
                for (int i = h; i < n; i++)
                {
                    //Console.WriteLine(i+","+(i - h));
                    for (int j = i; j >= h && Less(a[j], a[j - h]); j -= h)
                    {
                        Exch(a,j,j-h);
                        //Console.WriteLine("J:" + (j- h));
                    }
                }
                h = h / 3;
            }

            timer.Stop();
            usedTimes = timer.ElapsedMilliseconds;
        }
    }

从另一个角度看希尔排序,插入排序是将每个比元素大的元素向右移动一个,希尔排序是交换到比它大的元素之前,移动距离从 1 改成 h 。

希尔排序更高效的原因是它将数组变成多个部分有序的数组,减少倒置。排序之初,各个子数组都很短,排序之后子数组都是部分有序的,这很适合插入排序。子数组部分有序的程度取决于递增序列的选择。(如何选择??)

百万级别的排序时间不超过十秒:

count:10000 shell use Milliseconds:6
count:100000 shell use Milliseconds:180
count:1000000 shell use Milliseconds:3226

到此这篇关于C#实现希尔排序的文章就介绍到这了。希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持。

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