希爾排序算法的C語言實(shí)現(xiàn)示例

2020-01-26 14:39:28

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供稿：網(wǎng)友

希爾排序，也稱遞減增量排序算法，是插入排序的一種更高效的改進(jìn)版本。希爾排序是非穩(wěn)定排序算法。

希爾排序是基于插入排序的以下兩點(diǎn)性質(zhì)而提出改進(jìn)方法的：

插入排序在對幾乎已經(jīng)排好序的數(shù)據(jù)操作時，效率高，即可以達(dá)到線性排序的效率
但插入排序一般來說是低效的，因?yàn)椴迦肱判蛎看沃荒軐?shù)據(jù)移動一位

希爾排序通過將比較的全部元素分為幾個區(qū)域來提升插入排序的性能。這樣可以讓一個元素可以一次性地朝最終位置前進(jìn)一大步。然后算法再取越來越小的步長進(jìn)行排序，算法的最后一步就是普通的插入排序，但是到了這步，需排序的數(shù)據(jù)幾乎是已排好的了（此時插入排序較快）。

假設(shè)有一個很小的數(shù)據(jù)在一個已按升序排好序的數(shù)組的末端。如果用復(fù)雜度為O(n2)的排序（冒泡排序或插入排序），可能會進(jìn)行n次的比較和交換才能將該數(shù)據(jù)移至正確位置。而希爾排序會用較大的步長移動數(shù)據(jù)，所以小數(shù)據(jù)只需進(jìn)行少數(shù)比較和交換即可到正確位置。

一個更好理解的希爾排序?qū)崿F(xiàn)：將數(shù)組列在一個表中并對列排序（用插入排序）。重復(fù)這過程，不過每次用更長的列來進(jìn)行。最后整個表就只有一列了。將數(shù)組轉(zhuǎn)換至表是為了更好地理解這算法，算法本身僅僅對原數(shù)組進(jìn)行排序（通過增加索引的步長，例如是用i += step_size而不是i++）。

C語言實(shí)現(xiàn)示例

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<time.h>#define LEN 10typedef int dataType;//初始化數(shù)組，賦值整數(shù)隨機(jī)數(shù)void initArr(dataType arr[], int len);//希爾排序void shellSort(dataType arr[], int len);//交換兩個數(shù)void swap(dataType &x,dataType &y);//打印數(shù)組元素void print(dataType arr[], int len);int main(){ dataType arr[LEN]; initArr(arr,LEN); printf("================希爾排序================"); //輸出排序前的數(shù)組元素 printf("/n排序前數(shù)組元素:"); print(arr,LEN); shellSort(arr,LEN); printf("/n排序后數(shù)組元素:"); print(arr,LEN); printf("/n"); return 0;}//初始化數(shù)組，賦值整數(shù)隨機(jī)數(shù)void initArr(dataType arr[], int len){ int i = 0; srand((unsigned)time(NULL)); for(i = 0; i < len; i++) arr[i] = rand();}//希爾排序void shellSort(dataType arr[], int len){ int h = 0; int i = 0; int j = 0; //設(shè)置步長 for(h = 1; h < len; h = 3 * h + 1) ; while(h) { h /= 3; if(h < 1)  break; for(i = h; i < len; i++)  for(j = i; j >= h; j-=h)  {  if(arr[j-h] < arr[j])   break;  swap(arr[j-h],arr[j]);  } }}//交換兩個數(shù)void swap(dataType &x,dataType &y){ dataType temp; temp = x; x = y; y = temp;}//打印數(shù)組元素void print(dataType arr[], int len){ int i = 0; for(i = 0; i< LEN; i++) { if(i % 5 == 0) {  printf("/n"); } printf("%d/t",arr[i]); }}

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