希爾排序-老韓圖解

package com.atguigu.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 };
        
        // 創建要給80000個的隨機的數組
        int[] arr = new int[8000000];
        for (int i = 0; i < 8000000; i++) {
            arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000); // 生成一個[0, 8000000) 數
        }

        System.out.println("排序前");
        Date data1 = new Date();
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        String date1Str = simpleDateFormat.format(data1);
        System.out.println("排序前的時間是=" + date1Str);
        
        //shellSort(arr); //交換式
        shellSort2(arr);//移位方式
        
        Date data2 = new Date();
        String date2Str = simpleDateFormat.format(data2);
        System.out.println("排序前的時間是=" + date2Str);
        
        //System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

    // 使用逐步推導的方式來編寫希爾排序
    // 希爾排序時， 對有序序列在插入時採用交換法, 
    // 思路(算法) ===> 代碼
    public static void shellSort(int[] arr) {
        
        int temp = 0;
        int count = 0;
        // 根據前面的逐步分析，使用循環處理
        for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
            for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
                // 遍歷各組中所有的元素(共gap組，每組有個元素), 步長gap
                for (int j = i - gap; j >= 0; j -= gap) {
                    // 如果當前元素大於加上步長後的那個元素，說明交換
                    if (arr[j] > arr[j + gap]) {
                        temp = arr[j];
                        arr[j] = arr[j + gap];
                        arr[j + gap] = temp;
                    }
                }
            }
            //System.out.println("希爾排序第" + (++count) + "輪 =" + Arrays.toString(arr));
        }
        
        /*
        
        // 希爾排序的第1輪排序
        // 因爲第1輪排序，是將10個數據分成了 5組
        for (int i = 5; i < arr.length; i++) {
            // 遍歷各組中所有的元素(共5組，每組有2個元素), 步長5
            for (int j = i - 5; j >= 0; j -= 5) {
                // 如果當前元素大於加上步長後的那個元素，說明交換
                if (arr[j] > arr[j + 5]) {
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 5];
                    arr[j + 5] = temp;
                }
            }
        }
        
        System.out.println("希爾排序1輪後=" + Arrays.toString(arr));//
        
        
        // 希爾排序的第2輪排序
        // 因爲第2輪排序，是將10個數據分成了 5/2 = 2組
        for (int i = 2; i < arr.length; i++) {
            // 遍歷各組中所有的元素(共5組，每組有2個元素), 步長5
            for (int j = i - 2; j >= 0; j -= 2) {
                // 如果當前元素大於加上步長後的那個元素，說明交換
                if (arr[j] > arr[j + 2]) {
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 2];
                    arr[j + 2] = temp;
                }
            }
        }

        System.out.println("希爾排序2輪後=" + Arrays.toString(arr));//

        // 希爾排序的第3輪排序
        // 因爲第3輪排序，是將10個數據分成了 2/2 = 1組
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            // 遍歷各組中所有的元素(共5組，每組有2個元素), 步長5
            for (int j = i - 1; j >= 0; j -= 1) {
                // 如果當前元素大於加上步長後的那個元素，說明交換
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
        }

        System.out.println("希爾排序3輪後=" + Arrays.toString(arr));//
        */
    }
    
    //對交換式的希爾排序進行優化->移位法
    public static void shellSort2(int[] arr) {
        
        // 增量gap, 並逐步的縮小增量
        for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
            // 從第gap個元素，逐個對其所在的組進行直接插入排序
            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]) {
                        //移動
                        arr[j] = arr[j-gap];
                        j -= gap;
                    }
                    //當退出while後，就給temp找到插入的位置
                    arr[j] = temp;
                }

            }
        }
    }

}