基于Python3的数据结构与算法 - 09 希尔排序

一、引入

希尔排序是一种分组插入排序的算法。

二、排序思路

  1. 首先取一个整数d1 = n/2,将元素分为d1个组,每组相邻量取元素距离为d1,在各组内直接进行插入排序;
  2. 取第二个整数d2 = d1/2, 重复上述分组排序过程,直到d1 = 1,即所有元素在同意最内进行直接插入排序。
  3. 希尔排序每趟并不使某些元素有序,而是使整体数据越来越接近有序;最后一趟排序使得所有数据有序。

如下图所示:n = 9 ; d1 = n // 2 = 4 ; 第一次将其分为四组;每组进行一次插入排序,排序完成后返回。

第二次将其分为 d1 = d // 2 = 2组后再重新进行插入排序:

直到最后d = 1时,再对整体进行一次插入排序

三、代码思路

  1. 按照间隔为gap的插入

相当于每次间隔gap进行一次插入排序,对比之前写的插入排序,相当于将其中的1变为gap。

示例代码:

复制代码
def insert_sort_gap(li, gap):
    for i in range(gap, len(li)):  # i 表示摸到牌的下表; 总共n张牌,起始手里有一张牌
        tmp = li[i]  # 将摸到的牌存起来
        j = i - gap  # j指的是手里牌的下标,初始手里有一张牌
        while j >= 0 and li[j] > tmp:   # 将手里的牌和摸到的牌作比较;摸到的牌小于手里的牌and
            li[j + gap] = li[j]  # 往右挪位置
            j -= gap  # 缩小j后继续比较
        li[j + gap] = tmp   # j往前移后继续比较;如果此时摸到的牌大于li[j],则将摸到的牌放到j+1的位置
        print(li)

接下来我们再写希尔排序的代码:

复制代码
def shell_sort(li):
    d = len(li) // 2
    while d >= 1 :
        insert_sort_gap(li, d)
        d //= 2

因此总的演示代码如下所示:

复制代码
def insert_sort_gap(li, gap):
    for i in range(gap, len(li)):  # i 表示摸到牌的下表; 总共n张牌,起始手里有一张牌
        tmp = li[i]  # 将摸到的牌存起来
        j = i - gap  # j指的是手里牌的下标,初始手里有一张牌
        while j >= 0 and li[j] > tmp:   # 将手里的牌和摸到的牌作比较;摸到的牌小于手里的牌and
            li[j + gap] = li[j]  # 往右挪位置
            j -= gap  # 缩小j后继续比较
        li[j + gap] = tmp   # j往前移后继续比较;如果此时摸到的牌大于li[j],则将摸到的牌放到j+1的位置


def shell_sort(li):
    d = len(li) // 2
    while d >= 1 :
        insert_sort_gap(li, d)
        d //= 2
    
li = [1,4,7,2,5,8,3,6,9]
print(li)
shell_sort(li)
print(li)

输出结果如下:

四、时间复杂度

希尔排序的时间复杂度比较复杂,并且和选取的gap序列有关

如上图所示,选取不同的gap序列时希尔排序具有不同的时间复杂度,且存在一些复杂的gap序列使得无法计算其复杂度,但总的来说,希尔排序的时间复杂度比基础排序快,比进阶排序慢。

相关推荐
非著名架构师1 分钟前
团雾、结冰、大风——高速公路的“隐形杀手”:智慧气象预警如何为您的路网安全保驾护航
人工智能·新能源风光提高精度·疾风气象大模型4.0·疾风气象大模型·风光功率预测
IT_陈寒10 分钟前
Redis深度优化:10个让你的QPS提升50%的关键配置解析
前端·人工智能·后端
2501_9411429311 分钟前
5G与边缘计算结合在智能物流系统中的高效调度与实时监控应用研究
人工智能
普通网友13 分钟前
嵌入式C++安全编码
开发语言·c++·算法
2501_9411444216 分钟前
边缘计算与人工智能在智能制造生产线优化与故障预测中的应用研究
人工智能·边缘计算·制造
q***482522 分钟前
基于python语言的网页设计(手把手教你设计一个个人博客网站)
开发语言·python
三寸33736 分钟前
硬刚GPT 5.1,Grok 4.1来了,所有用户免费使用!
人工智能·ai·ai编程
苍何40 分钟前
Gemini3 强势来袭,这次前端真的死了。。。
人工智能
qq_225891746641 分钟前
基于Python+Django餐饮评论大数据分析与智能推荐系统 毕业论文
开发语言·后端·python·信息可视化·数据分析·django
悟空CRM服务1 小时前
我用一条命令部署了完整CRM系统!
java·人工智能·开源·开源软件