图解排序算法之希尔排序Java实现

让我来详细讲解一下“图解排序算法之希尔排序Java实现”的完整攻略。

1. 前言

本篇攻略摘自江南蓝山的“图解排序算法”系列文章，讲解希尔排序在Java中的实现方法。

2. 希尔排序简介

希尔排序是一种基于插入排序的快速排序算法，也被称为“缩小增量排序”。它的基本思想是将待排序的数组按照一定的间隔分成若干个子序列，然后对每个子序列分别进行插入排序。随着间隔不断减小，子序列趋于有序，最后整个数组就能够被很快地排序。

3. 希尔排序Java实现

希尔排序的Java实现过程如下：

public void shellSort(int[] nums) {
    // 初始增量
    int gap = nums.length / 2;
    // 当增量为1时，排序完毕，退出循环
    while(gap > 0) {
        // 对所有子序列进行排序
        for(int i = gap; i < nums.length; i++) {
            int temp = nums[i];
            int j = i - gap;
            while(j >= 0 && nums[j] > temp) {
                nums[j + gap] = nums[j];
                j -= gap;
            }
            nums[j + gap] = temp;
        }
        gap /= 2; // 缩小增量
    }
}

这段代码中，我们先设置一个初始增量（一般取数组长度的一半），然后每次缩小增量直到1，对每个子序列进行插入排序，最终完成整个数组的排序。

4. 示例说明

我们通过一个简单的示例来验证希尔排序的正确性，假设我们现在要对如下数组进行排序：

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

首先，设置初始增量为5，根据增量将数组分成5个子序列：

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

对每个子序列分别进行插入排序，得到排序后的子序列：

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

然后，缩小增量为2，根据增量将数组分成2个子序列：

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

对每个子序列分别进行插入排序，得到排序后的子序列：

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

最后，缩小增量为1，对整个数组进行插入排序，得到最终的排序结果：

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

可以看到，经过希尔排序的处理，原本无序的数组已经变成了有序的数组。

5. 结论

希尔排序是一种高效的排序算法，它通过缩小增量的方式对子序列进行插入排序，最终完成整个数组的排序。虽然希尔排序的时间复杂度与其增量序列的选择有关，但实际应用中一般取数组长度的一半作为初始增量，效果也非常不错。