[数据结构与算法] 排序算法之直接插入排序与希尔排序

/**
 * 插入排序(正序)-O(n^2)
 *
 * @author TimePause
 * @create 2020-02-03 10:42
 */
public class InsertSort {
    /**
     * 插入排序
     * 假设第i(>=1)个元素有序,每次都为后面的无序列表的元素找位置并插入有序列表
     *
     * @param arr
     */
    public static void insetSort(int[] arr){
        for (int i=1;i<arr.length;i++){
            //定义待插入元素以及待插入元素的下标(往前面插入)
            int insertVal = arr[i];
            int insertIndex=i-1;

            // while中第一个条件保证数组不越界,第二个条件说明还没有找到要插入的位置
            while (insertIndex>=0 && insertVal<arr[insertIndex]){
                arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex];//{101,34,119,1}=>{101,101,119,1},作用是将被插入元素后移
                insertIndex--;//让inserIndex与前一个元素进行比较,继续寻找插入位置
            }
            // 当退出while循环时, 说明插入的位置找到
            //列如 {101,334,119,1}=>insertVal=334, arr[insertIndex]=101,不满足while循环=>arr[insertIndex + 1] = insertVal
            arr[insertIndex + 1] = insertVal;

            System.out.println("第"+i+"轮插入");
            System.out.println(Arrays.toString(arr));
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {101, 34, 119, 1};
        insetSort(arr);
    }
}

/**
     * 希尔排序(交换式)-O(nlogn)
     * @param arr
     */
    public static void shellSort(int[] arr){
        int temp = 0;//辅助变量,用于元素交换
        int count=0;//辅助变量,用于结果输出
        //循环处理
        for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
            //按照gap进行分组
            for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
                // 遍历各组中的所有元素,步长gap
                for (int j = i - gap; j >= 0; j -= gap) {
                    // 如果当前元素大于加上步长后的那个元素,说明交换
                    if (arr[j] > arr[j + gap]) {
                        temp = arr[j];
                        arr[j] = arr[j + gap];
                        arr[j + gap] = temp;
                    }
                }
            }
          /*  System.out.println("希尔排序第" + (++count) + "轮");
            System.out.println(Arrays.toString(arr));
*/
        }

    }

/**
     * 希尔排序(位移式)-O(nlogn)
     * @param arr
     */
    public static void shellSort2(int[] arr){
        // 增量gap, 并逐步缩小的增量
        for (int gap=arr.length/2; gap>0; gap/=2){
            // 从第gap个元素, 逐个对其所在的组进行直接插入排序
            for (int i=gap; i<arr.length;i++){
                int j=i;
                int temp=arr[j];
                if (arr[j]<arr[j-gap]){
                    while (j-gap>=0 && temp<arr[j-gap]){
                        // 移动
                        arr[j] = arr[j - gap];
                        j -= gap;
                    }
                //当退出while后, 说明已经找到了插入的位置
                    arr[j] = temp;
                }
            }
        }
    }

// 创建要给80000个的随机的数组
        int[] arr = new int[80000];
        for (int i = 0; i < 80000; i++) {
            arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000); // 生成一个[0, 8000000) 数
        }
        System.out.println("排序前");
        Date data1 = new Date();
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        String date1Str = simpleDateFormat.format(data1);
        System.out.println("排序前的时间是=" + date1Str);

       // shellSort(arr); //交换式
        shellSort2(arr);//移位方式

        Date data2 = new Date();
        String date2Str = simpleDateFormat.format(data2);
        System.out.println("排序前的时间是=" + date2Str);

       // System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }