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
yongui47834几秒前
B树和B+树的解析应用
数据结构·b树·前端框架
努力学习的小廉12 分钟前
我爱学算法之—— 分治-归并
c++·算法·1024程序员节
yanxing.D16 分钟前
penCV轻松入门_面向python(第七章 图像平滑处理)
图像处理·人工智能·opencv·计算机视觉
Gorgous—l22 分钟前
数据结构算法学习:LeetCode热题100-链表篇(下)(随机链表的复制、排序链表、合并 K 个升序链表、LRU 缓存)
数据结构·学习·算法
仰泳的熊猫22 分钟前
LeetCode:200. 岛屿数量
数据结构·c++·算法·leetcode
流星52112222 分钟前
GC 如何判断对象该回收?从可达性分析到回收时机的关键逻辑
java·jvm·笔记·学习·算法
defaulter28 分钟前
Codeforces Round 1049 (Div. 2)C. Ultimate Value
算法·codeforces
新子y33 分钟前
【小白笔记】「while」在程序语言中的角色
笔记·python
骥龙39 分钟前
1.1、开篇:AI如何重塑网络安全攻防格局?
人工智能·安全·web安全
微学AI41 分钟前
国产数据库替代MongoDB的技术实践过程:金仓多模数据库在电子证照系统中的深度应用
数据库·人工智能·1024程序员节