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package class08;
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// 这是希尔排序，课上没有讲，因为比较简单，有兴趣的同学可以看一下
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// 今天在面试场上也基本不怎么问了
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// 这个排序就是调整步长的插入排序，也可以认为是插入排序的小改进版本
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// 改变不了时间复杂度，只是优化了常数时间
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// 我还写了和插入排序的性能对比
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public class Code05_ShellSort {
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public static void shellSort(int[] arr) {
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if (arr == null || arr.length < 2) {
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return;
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}
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// 步长依次为5、2、1
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// 在插入排序中，一步一步往前交换，直到左边的数<=当前的数，停止
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// 在希尔排序中，如果步长依次为5、2、1
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// 那么来到每个数，每次跳5步往前交换，直到往前5步的数<=当前的数，停止
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// 然后再来到每个数，每次跳3步往前交换，直到往前3步的数<=当前的数，停止
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// 然后再来到每个数，每次跳1步往前交换，直到往前1步的数<=当前的数，停止
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int[] step = { 5, 2, 1 };
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for (int s = 0; s < step.length; s++) {
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for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
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for (int j = i - step[s]; j >= 0 && arr[j] > arr[j + step[s]]; j -= step[s]) {
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swap(arr, j, j + step[s]);
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}
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}
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}
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}
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public static void swap(int[] arr, int i, int j) {
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int tmp = arr[i];
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arr[i] = arr[j];
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arr[j] = tmp;
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}
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// 为了测试
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public static void insertionSort(int[] arr) {
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if (arr == null || arr.length < 2) {
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return;
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}
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// 不只1个数
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for (int i = 1; i < arr.length; i++) { // 0 ~ i 做到有序
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for (int j = i - 1; j >= 0 && arr[j] > arr[j + 1]; j--) {
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swap(arr, j, j + 1);
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}
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}
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}
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// 为了测试
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public static int[] generateRandomArray(int len, int maxValue) {
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int[] arr = new int[len];
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for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
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arr[i] = (int) ((maxValue + 1) * Math.random()) - (int) (maxValue * Math.random());
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}
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return arr;
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}
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// 为了测试
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public static int[] copyArray(int[] arr) {
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if (arr == null) {
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return null;
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}
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int[] res = new int[arr.length];
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for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
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res[i] = arr[i];
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}
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return res;
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}
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// 为了测试
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public static boolean isEqual(int[] arr1, int[] arr2) {
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if ((arr1 == null && arr2 != null) || (arr1 != null && arr2 == null)) {
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return false;
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}
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if (arr1 == null && arr2 == null) {
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return true;
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}
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if (arr1.length != arr2.length) {
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return false;
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}
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for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
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if (arr1[i] != arr2[i]) {
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return false;
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}
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}
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return true;
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}
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// 为了测试
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public static void printArray(int[] arr) {
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if (arr == null) {
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return;
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}
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for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
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System.out.print(arr[i] + " ");
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}
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System.out.println();
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}
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// 为了测试
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public static void main(String[] args) {
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int testTime = 500000;
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int maxSize = 100;
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int maxValue = 100;
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boolean succeed = true;
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for (int i = 0; i < testTime; i++) {
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int len = (int) (Math.random() * maxSize);
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int[] arr1 = generateRandomArray(len, maxValue);
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int[] arr2 = copyArray(arr1);
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shellSort(arr1);
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insertionSort(arr2);
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if (!isEqual(arr1, arr2)) {
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succeed = false;
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printArray(arr1);
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printArray(arr2);
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break;
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}
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}
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System.out.println(succeed ? "功能测试通过！" : "功能测试不通过！");
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int len = 100000;
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System.out.println("数据样本长度 : " + len);
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int[] arr1 = generateRandomArray(len, maxValue);
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int[] arr2 = copyArray(arr1);
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long start = 0;
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long end = 0;
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start = System.currentTimeMillis();
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shellSort(arr1);
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end = System.currentTimeMillis();
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System.out.println("希尔排序运行时间 : " + (end - start) + " 毫秒");
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start = System.currentTimeMillis();
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insertionSort(arr2);
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end = System.currentTimeMillis();
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|
System.out.println("插入排序运行时间 : " + (end - start) + " 毫秒");
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}
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}
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