python 实现·十大排序算法之希尔排序 (Shell Sort)
简介
希尔排序(Shell Sort)属于插入排序的一种,也称缩小增量排序,是直接插入排序算法的一种更高效的改进版本。其基本思想是:先将整个待排元素序列分割成若干个子序列(由相隔某个“增量”的元素组成的)分别进行直接插入排序,然后依次缩减增量再进行排序,待整个序列中的元素基本有序(增量足够小)时,再对全体元素进行一次直接插入排序。因为直接插入排序在元素基本有序的情况下,效率是很高的,因此希尔排序在时间效率比直接插入排序有较大提高。
算法实现步骤
选择一个增量序列,其中(增量的取法:);
按增量序列个数k,对序列进行k 趟排序;
每趟排序根据对应的增量,将待排序列分割成若干长度为的子序列,分别对各子序列进行直接插入排序。当增量因子为1 时,整个序列作为一个序列来处理,排序完成。
Python 代码实现
动画演示
算法分析
时间复杂度
当一开始为顺序时,效率最高,时间复杂度最好,为;当一开始为逆序时,效率最低,时间复杂度最坏,为。希尔排序的时间复杂度是取决于增量的选取,用预不同的序列,时间复杂度可能不同,较快完成排序的平均时间复杂度为。
空间复杂度
空间复杂度就是在交换元素时那个临时变量所占的内存空间,所以空间复杂度为。
稳定性
希尔排序需要进行多次插入排序,在不同的插入排序过程中,相同的元素可能在各自的插入排序中移动,最后其稳定性就会被打乱,所以希尔排序是不稳定的。
综合评价
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