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算法之PHP希尔排序

PHP 每日一练 算法   2007-02-05 21:24:05

希尔排序(Shell's Sort)是插入排序的一种又称“缩小增量排序”(Diminishing Increment Sort),是直接插入排序算法的一种更高效的改进版本。希尔排序是非稳定排序算法。该方法因D.L.Shell于1959年提出而得名。
希尔排序是把记录按下标的一定增量分组,对每组使用直接插入排序算法排序;随着增量逐渐减少,每组包含的关键词越来越多,当增量减至1时,整个文件恰被分成一组,算法便终止。

希尔排序是基于插入排序的以下两点性质而提出改进方法的:
插入排序在对几乎已经排好序的数据操作时,效率高,即可以达到线性排序的效率。
但插入排序一般来说是低效的,因为插入排序每次只能将数据移动一位。

先取一个小于n的整数d1作为第一个增量,把文件的全部记录分组。所有距离为d1的倍数的记录放在同一个组中。先在各组内进行直接插入排序;然后,取第二个增量d2
该方法实质上是一种分组插入方法
比较相隔较远距离(称为增量)的数,使得数移动时能跨过多个元素,则进行一次比较就可能消除多个元素交换。D.L.shell于1959年在以他名字命名的排序算法中实现了这一思想。算法先将要排序的一组数按某个增量d分成若干组,每组中记录的下标相差d.对每组中全部元素进行排序,然后再用一个较小的增量对它进行,在每组中再进行排序。当增量减到1时,整个要排序的数被分成一组,排序完成。
一般的初次取序列的一半为增量,以后每次减半,直到增量为1。

希尔排序的基本步骤,在此我们选择增量gap=length/2,缩小增量继续以gap = gap/2的方式,这种增量选择我们可以用一个序列来表示,{n/2,(n/2)/2...1},称为增量序列。希尔排序的增量序列的选择与证明是个数学难题,我们选择的这个增量序列是比较常用的,也是希尔建议的增量,称为希尔增量,但其实这个增量序列不是最优的。此处我们做示例使用希尔增量。

实例:

8,9,1,7,2,3,5,4,6,0

初始增量:len/2,分为5组,为【8,3】[9,5] [1,4] [7,6] [2,0]
对这5组进行插入排序。
缩小增量,数组被分为2组:[3,1,0,9,7] [5,6,8,4,2]
对以上两组分别进行插入排序,
最后按一组进行排序。

function shellSort(&$arr) {
    if(!is_array($arr)) return;
    $n = count($arr);
    for ($gap = floor($n/2); $gap > 0; $gap = floor($gap/=2)) {
        for($i = $gap; $i < $n; ++$i) {
            for($j = $i - $gap; $j >= 0 && $arr[$j + $gap] < $arr[$j]; $j -= $gap) {
                $temp = $arr[$j];
                $arr[$j] = $arr[$j + $gap];
                $arr[$j + $gap] = $temp;
            }
        }
    }
}



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