八种排序之三：十分钟明白为什么希尔排序完虐直接插入排序_希尔排序为什么比直接排序速度快

本文使用最通俗易懂的语言和插图让大家明白为什么希尔排序比直接插入排序效率高。

对于这样一个数组：

如果我们要插入一个元素2 ，在直接插入排序中是依次对比，比2 大的元素挨个向后移动。

直接插入排序的问题就在此：如果在后面来了一个特别小的元素，需要全部移动，那么排序的效率特别低。

接下来我们介绍一种更加高效率的插入排序方法：希尔排序

我们摒弃那些繁琐的概念，直接通过例子来直观的学习：
对于这样一个数列：

一共有八个元素，我们用元素的数目除以二，得到步长四，把数组分为两个部分。

这一步体现了希尔排序的一个重要思想：划分部分。

但是对于奇数个元素呢？比如九个元素，我们知道，取整除法9/2=4，

在这两个部分中，取步长为四，则7和4和0比较，5和3，9和6，8和2在这四个部分中，每个部分都进行一次直接插入排序。

每个小组进行完插入排序之后变成：

在比较第二轮时，我们把步长除以二，此时步长变成了2，数组变成了两组：①0，6，4，9，7 ②3，2，5，8

在每一组中继续进行直接插入排序
结果如下：

再将步长除以2，此时步长为1，也是最后一次排序

希尔排序最重要的就是步长，让步长不断地除以二，直到步长为1，优点是如果在数组最后加入一个小元素，他会被很快移到最前面。

具体演示效果请点击aTool在线演示工具观看。

http://www.atool.org/sort.php

接下来我们进入代码阶段：

package demo4;

import java.util.Arrays;

/**
 * 希尔排序：大的数组划分为多个小的部分，每个部分按照插入排序
 * 拆分的原则是：刚开始两部分，步长为总长除以二
 *            之后步长不断除以二
 * 2019年2月10日
 */
public class ShellSort {
	public static void main(String[] args) {
		int[] arr =new int[]{5,8,3,9,7,6,4,0,2,1};
		shellSort(arr);
		System.out.println(Arrays.toString(arr));
		
	}
	
	//希尔排序
	public static void shellSort(int[] arr){
		
		//挨个遍历步长，缩短步长，直到步长为零
		for(int d =arr.length/2;d>0;d=d/2){
			//遍历所有的元素
			for(int i=d;i<arr.length;i++){
				//遍历本组中所有的元素,从第一个元素开始
				for(int j=i-d;j>=0;j-=d){//j=j-d本组前面的那个元素
					//如果当前元素大于加上步长之后的那个元素,（前面的比后面的大了）交换
					if(arr[j]>arr[j+d]){
						int temp = arr[j];
						arr[j]=arr[j+d];
						arr[j+d]=temp;			
					}					
				}
			}			
		}		
	}

}

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