算法：用Java實現希爾排序(ShellSort)

本文我準備用Java實現希爾排序。具體的排序算法過程已經在註釋裏面了，大家可以複製代碼到IDE裏面，用DEBUG模式研究算法的過程（算法參考：https://baike.baidu.com/item/%E5%B8%8C%E5%B0%94%E6%8E%92%E5%BA%8F）：

import java.util.Arrays;
import java.util.Random;

/**
 * @author LiYang
 * @ClassName ShellSort
 * @Description 希爾排序算法
 * @date 2019/11/5 15:22
 */
public class ShellSort {

    /**
     * 希爾排序算法(ShellSort)
     * @param arr 待排序數組
     */
    public static void shellSort(int[] arr){
        //希爾排序的間隔長度
        int gap = arr.length;
        
        //一直循環，直到最後來一次插入排序
        while (true) {
            
            //希爾排序的間隔，初始爲arr.length的一半，以後
            //每次都減半（這裏可以改，比如3），直到最後減到1
            gap = gap / 2;
            
            //希爾排序開始，間隔從大到小，數組越來越有序
            for (int i = 0; i < gap; i++) {
                
                //這個循環裏其實就是一個插入排序
                //只不過是跨越了gap的跳躍數組的插入排序
                for (int j = i + gap; j < arr.length; j = j + gap) {
                    
                    //準備向左插入的元素
                    int insert = arr[j];
                    
                    //移動插入元素的左邊的用於比較的元素
                    int left = j - gap;

                    /*
                     * 較小元素向左的插入排序，直到遇到比自己小的，或者到左邊界了
                     * 本例的插入排序，就是一直跟左邊的比，遇到大的就被其左邊的賦值，
                     * 然後自己又往左走一個gap繼續……直到走不動了，就賦值自己
                     */
                    //如果左邊比較的元素未到左邊界，且左邊的數字大於移動插入的元素
                    while (left >= 0 && arr[left] > insert) {
                        
                        //將左邊大的挪到右邊
                        arr[left + gap] = arr[left];
                        
                        //左邊比較的元素再往左移動一個gap，進行下一次比較
                        left = left - gap;
                    }
                    
                    //最後，用於比較的left的右邊一個gap即爲插入的終點
                    arr[left + gap] = insert;
                }
            }
            
            //如果間隔已經爲1了，就相當於已經來過一次插入排序了
            //數組必然有序了，希爾排序結束，break
            if (gap == 1){
                break;
            }
        }
    }

    /**
     * 驗證希爾排序算法
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args){
        //待排序數組
        int[] arr = new int[30];

        //隨機數類
        Random random = new Random();

        //隨機生成排序數組（100以內的整數）
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            arr[i] = random.nextInt(100);
        }

        //打印待排序數組
        System.out.println("希爾排序前：" + Arrays.toString(arr));

        //進行希爾排序
        shellSort(arr);

        //打印希爾排序後的數組
        System.out.println("希爾排序後：" +Arrays.toString(arr));
    }
    
}

運行 ShellSort 類的main方法，希爾排序算法測試通過：

希爾排序前：[66, 96, 68, 19, 52, 24, 75, 31, 71, 1, 89, 29, 37, 43, 26, 20, 48, 83, 68, 39, 61, 74, 83, 3, 57, 19, 96, 51, 38, 32]
希爾排序後：[1, 3, 19, 19, 20, 24, 26, 29, 31, 32, 37, 38, 39, 43, 48, 51, 52, 57, 61, 66, 68, 68, 71, 74, 75, 83, 83, 89, 96, 96]