作者：nnngu
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上一篇总结了直接选择排序和堆排序，这一篇要总结的是插入排序中的直接插入排序和希尔排序，我们主要从以下几点进行总结。
1、直接插入排序及算法实现
2、希尔排序及算法实现
3、直接插入排序PK希尔排序
1、直接插入排序及算法实现
什么是直接插入排序呢？直接插入排序的基本思想是：每次从无序序列中取出第一个元素插入到已经排好序的有序序列中，从而得到一个新的，数量加1的有序序列。
1-1、示意图
下面是直接插入排序的图解说明。
1-2、代码
下面是直接插入排序的算法实现代码。
InsertSort.java
public class InsertSort {
public static void main(String[] args) {
int[] list = {90, 10, 20, 50, 70, 40, 80, 60, 30, 52};
System.out.println("************直接插入排序************");
System.out.println("排序前：");
display(list);
System.out.println("");
System.out.println("排序后：");
insertSort(list);
display(list);
}
/**
* 直接插入排序算法
*/
public static void insertSort(int[] list) {
// 从无序序列中取出第一个元素 (注意无序序列是从第二个元素开始的)
for (int i = 1; i < list.length; i++) {
int temp = list[i];
int j;
// 遍历有序序列
// 如果有序序列中的元素比临时元素大，则将有序序列中比临时元素大的元素依次后移
for (j = i - 1; j >= 0 && list[j] > temp; j--) {
list[j + 1] = list[j];
}
// 将临时元素插入到腾出的位置中
list[j + 1] = temp;
}
}
/**
* 遍历打印
*/
public static void display(int[] list) {
System.out.println("********展示开始********");
if (list != null && list.length > 0) {
for (int num :
list) {
System.out.print(num + " ");
}
System.out.println("");
}
System.out.println("********展示结束********");
}
}
测试结果：
2、希尔排序及算法实现
希尔排序是直接插入排序的一种更高效的改进版本，又称为“缩小增量排序”。
2-1、示意图
2-2、代码
ShellSort.java
public class ShellSort {
public static void main(String[] args) {
int[] list = {8, 9, 1, 7, 2, 3, 5, 4, 6, 0};
System.out.println("************希尔排序************");
System.out.println("排序前：");
display(list);
System.out.println("");
System.out.println("排序后：");
shellSort(list);
display(list);
}
/**
* 希尔排序算法
*/
public static void shellSort(int[] list) {
// 取增量
int gap = list.length / 2;
while (gap >= 1) {
// 无序序列
for (int i = gap; i < list.length; i++) {
int temp = list[i];
int j;
// 有序序列
for (j = i - gap; j >= 0 && list[j] > temp; j = j - gap) {
list[j + gap] = list[j];
}
list[j + gap] = temp;
}
// 缩小增量
gap = gap / 2;
}
}
/**
* 遍历打印
*/
public static void display(int[] list) {
System.out.println("********展示开始********");
if (list != null && list.length > 0) {
for (int num :
list) {
System.out.print(num + " ");
}
System.out.println("");
}
System.out.println("********展示结束********");
}
}
测试结果：
3、直接插入排序PK希尔排序
既然希尔排序是直接插入排序的改进版，我们就来测试一下希尔排序是否真的比直接插入排序更快？
代码：
InsertSortPkShellSort.java
public class InsertSortPkShellSort {
public static void main(String[] args) {
testInsertSort();
testShellSort();
}
/**
* 测试直接插入排序耗费的时间
*/
public static void testInsertSort() {
int[] list = new int[10000];
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
list[i] = (int) (Math.random() * 100000);
}
// 直接插入排序
long start = System.currentTimeMillis();
InsertSort.insertSort(list);
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("直接插入排序耗费的时间：" + (end - start));
display(list);
}
/**
* 测试希尔排序耗费的时间
*/
public static void testShellSort() {
int[] list = new int[10000];
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
list[i] = (int) (Math.random() * 100000);
}
// 希尔排序
long start = System.currentTimeMillis();
ShellSort.shellSort(list);
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("希尔排序耗费的时间：" + (end - start));
display(list);
}
/**
* 遍历打印前10个数
*/
public static void display(int[] list) {
System.out.println("********排序之后的前10个数start********");
if (list != null && list.length > 0) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.print(list[i] + " ");
}
System.out.println("");
}
System.out.println("********排序之后的前10个数end**********");
System.out.println("");
}
}
测试结果：
从测试结果可以看出，希尔排序比直接插入排序更快。
