希尔排序

import java.time.LocalDateTime;
import java.util.Arrays;
import java.util.Random;

/**
 * @desc 希尔排序
 *  它是一种更高效的插入排序，也称为缩小增量排序。
 *  产生原因：
 *      由于插入排序存在问题，当需要插入数最小时，后移的次数明显增多，对效率有影响
 *  基本思想：
 *      把记录按下标的一定增量分组，对每组使用直接插入排序算法排序；
 *      随着增量减少，每组包含的关键词越来越多，当增量减至1时，整个文件恰被分成一组，算法便终止
 *
 *  案例：
 *      {8, 9, 1, 7, 2, 3, 5, 4, 6, 0}
 */
public class ShellSort {
    public static void main(String[] args) {

        /*int[] arr = {8, 9, 1, 7, 2, 3, 5, 4, 6, 0};
        shellSort2(arr);
        System.out.println("第1轮过后，arr=" + Arrays.toString(arr));*/
        int[] arr = new int[8000000];
        for (int i = 0; i < 8000000; i++) {
            arr[i] = new Random().nextInt(8000000);
        }
        System.out.println(LocalDateTime.now());
        shellSort2(arr);
        System.out.println(LocalDateTime.now());
        //System.out.println("arr=" + Arrays.toString(arr));
    }

    /**
     * 移动法（推荐）
     * @param arr
     */
    private static void shellSort2(int[] arr) {
        int j;
        int temp;
        for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
            // 第1轮 [8,3] [9,5] [1,4] [7,6][2,0]
            for (int i = gap; i < arr.length; i++) { //  ???：这里i++和i+=gap都可以，并且i+=gap循环次数更少，为啥用了反而性能更差呢
                j = i;
                temp = arr[j];
                // for (int i = gap; i < arr.length; i ++) { // 循环(length-gap)轮，多循环了很多次，正常是length/gap-1
                while (j - gap >= 0 && temp < arr[ j - gap]) { // 还没找到
                    // 后移
                    arr[j] = arr[j - gap];
                    j -= gap;
                }
                arr[j] = temp;
            }
        }
    }

    /**
     * 交换法（不推荐）
     * @param arr
     */
    private static void shellSort(int[] arr) {
        int temp;
        for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
            // 第1轮 [8,3] [9,5] [1,4] [7,6][2,0]
            for (int i = gap; i < arr.length; i += gap) { // 循环(length/gap-1)轮，从第gap轮开始比较
                // for (int i = gap; i < arr.length; i ++) { // 循环(length-gap)轮，多循环了很多次，正常是length/gap-1
                for (int j = i - gap; j >= 0; j -= gap) { // 两两比较，步长5
                    if (arr[j] > arr[j + gap]) {
                        temp = arr[j];
                        arr[j] = arr[j + gap];
                        arr[j + gap] = temp;
                    }
                }
            }
        }
        /*// 第1轮 [8,3] [9,5] [1,4] [7,6][2,0]
        for (int i = 5; i < arr.length; i++) { // 循环2-1轮，从第5个开始比较
            for (int j = i - 5; j >= 0; j -= 5) { // 两两比较，步长5
                if (arr[j] > arr[j + 5]) {
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 5];
                    arr[j + 5] = temp;
                }
                System.out.println(Arrays.toString(arr));
            }
        }
        System.out.println("第1轮过后，arr=" + Arrays.toString(arr));
        // 第2轮 [3, 5, 1, 6, 0, 8, 9, 4, 7, 2]
        int count = 0;
        for (int i = 2; i < arr.length; i++) { // 循环5-1轮，从第2个开始比较
            for (int j = i - 2; j >= 0; j -= 2) { // 两两比较，步长2
                if (arr[j] > arr[j + 2]) {
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 2];
                    arr[j + 2] = temp;
                }
                System.out.println(Arrays.toString(arr));
                count ++;
            }
        }
        System.out.println("第2轮过后count="+count+"，arr=" + Arrays.toString(arr));

        // 第3轮
        count = 0;
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) { // 循环10-1轮，从第1个开始比较
            for (int j = i - 1; j >= 0; j -= 1) {
                if (arr[j] > arr[j + 1]) { // 两两比较，步长1
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
                System.out.println(Arrays.toString(arr));
                count ++;
            }
        }
        System.out.println("第2轮过后count="+count+"，arr=" + Arrays.toString(arr));*/
    }
}