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希尔排序的C++实现

时间:2015-01-13 13:49:49      阅读:187      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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1.原理介绍

希尔排序又称为缩小增量排序,由D.L.Shell在1959年提出而得名。

该算法先取一个小于数据表中元素个数 n 的整数gap, 并以此作为第一个间隔,将数据分为gap个子序列,所有距离为gap的对象存放在同一个子序列中,于是数据表中的元素就被分成了gap个组,分组确定后,在每一个小组中进行直接插入排序(参考直接插入排序与二分插入排序的C++实现),局部排序完成后,缩小gap, 重复上述步骤,直至取到gap=1时,完成最后一次直接插入排序。

为什么这个算法会起作用:开始的时候gap较大,子序列中的数据较少,所以最开始的时候算法运行较快,随着算法进行,gap 逐渐变小,子序列中元素的个数也就越来越多,所以排序工作可能会变慢,但是由于前面已经完成了部分排序工作,因而在很大程度上减轻了后来的工作量,于是最终总体的排序速度还是比较快的。

2.举例说明

数据表:

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第一轮:数据表共有6个元素,初始化gap = 6, 第一轮取取gap = MT(gap/2)=3,注意这里MT(X)表示取不小于X的最小整数,即向上取整

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第二轮:gap = MT(gap/2)=2;

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第三轮:gap = MT(gap/2) = 1,但是由于第二轮结束后数据表实际上已经有序了,因此第三轮做的事几乎为0.

 3.C++实现

 

 1 #ifndef SHELLSORT_H
 2 #define SHELLSORT_H
 3 #include <vector>
 4 #include <iostream>
 5 using std::vector;
 6 using std::cout;
 7 using std::endl;
 8 
 9 template <typename T>
10 class ShellSort
11 {
12 private:
13     unsigned len;
14     vector<T> list;
15 public:
16     /*
17      * Construction function
18     */
19     ShellSort(vector<T> _list, unsigned _len)
20     {
21         for (unsigned i = 0; i < _len; ++i) list.push_back(_list[i]);
22         this->len = _len;
23     }
24     /*
25      * Shellsort function
26     */
27     void shellSort()
28     {
29         int insertNum;
30         unsigned gap = len/2; // initial increment
31         while(gap) // while gap>=1
32         {
33             for (unsigned i = gap; i < len; ++i) // Insertsort within subsequence
34             {
35                 insertNum = list[i];//Target number to be inserted into the subsequence
36                 unsigned j = i;
37                 while (j >= gap && insertNum < list[j-gap])//Find position
38                 {
39                     list[j] = list[j - gap];
40                     j -= gap;
41                 }
42                 list[j] = insertNum;
43             }//end for
44             gap /= 2;
45         }//end while(gap)
46     }// end shellSort
47 
48     /*
49     * Display the sorted result
50     */
51     void out()
52     {
53         for (unsigned i = 0; i < len; ++i)
54         {
55             cout << list[i] << " ";
56             if ((i + 1) % 18 == 0) cout << endl;
57         }
58         cout << endl;
59     }
60 };
61 #endif
62 
63 //shellSortTest
64 #include "ShellSort.h"
65 #include <vector>
66 using namespace std;
67 
68 const unsigned numEle = 8;
69 int data[numEle] = {1,5,7,3,8,2,6,4};
70 
71 
72 int main()
73 {
74     vector<int> testData;
75     for (unsigned i = 0; i < numEle; ++i) testData.push_back(data[i]);
76 
77     ShellSort<int> test(testData, numEle);
78     test.shellSort();
79     test.out();
80     return 0;
81 }

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4.参考文献

左飞:C++数据结构原理与经典问题求解

 

希尔排序的C++实现

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原文地址:http://www.cnblogs.com/90zeng/p/shell_sort.html

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