c++ 插入、希尔排序

插入排序

插入排序的核心思想是 构建有序序列， 对于未排序数据，在已排序序列中 从后向前扫描，找到对应的位置并插入，这样慢慢 构建有序序列；

• 交换法
• 移动法

代码实现: 选取首元素为有序序列，取有序序列后一个元素作为 插入对象， 在 有序序列中 从后向前 扫描， 找到对应的 插入位置

// 在插入时采用交换法 (对比的同时 进行交换)
// 1 4 5 3 --> 1 4 3 5 --> 1 3 4 5
vector<int> Solution::Insert_Sort(vector<int> &nums) {
    int len = nums.size();
    for(int i=1;i<len;i++){
        for(int j=i-1;j>=0;j--){
            if(nums[j] > nums[j+1]) swap(nums[j],nums[j+1]);
        }
    }
    return nums;
}

// TODO 插入时 使用 移动法 
//对比时，不交换，只向后移动元素，最后找到 插入的位置 
for(int i=1;i<len;i++){
    int tmp = nums[i];
    int j=i-1;
    for(;j>=0;j--){
        if(nums[j] > tmp) nums[j+1] = nums[j];
        else break;  // 找到即退出
    }
    nums[j+1] = tmp;
}

希尔排序

也叫(缩小增量排序法)，即 将未排序数组 分为多个 子数组，在每个子数组中进行插入排序， 分类间隔一般使用for(int k=len/2;k>0;k/=2)， 每次二分数组

希尔排序是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；随着增量逐渐减少，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。

简单插入排序很循规蹈矩，不管数组分布是怎么样的，依然一步一步的对元素进行比较，移动，插入，比如[5,4,3,2,1,0]这种倒序序列，数组末端的0要回到首位置很是费劲，比较和移动元素均需n-1次。而希尔排序在数组中采用跳跃式分组的策略，通过某个增量将数组元素划分为若干组，然后分组进行插入排序，随后逐步缩小增量，继续按组进行插入排序操作，直至增量为1。希尔排序通过这种策略使得整个数组在初始阶段达到从宏观上看基本有序，小的基本在前，大的基本在后。然后缩小增量，到增量为1时，其实多数情况下只需微调即可，不会涉及过多的数据移动。

我们来看下希尔排序的基本步骤，在此我们选择增量gap=length/2，缩小增量继续以gap = gap/2的方式，这种增量选择我们可以用一个序列来表示，{n/2,(n/2)/2…1}，称为增量序列。希尔排序的增量序列的选择与证明是个数学难题，我们选择的这个增量序列是比较常用的，也是希尔建议的增量，称为希尔增量，但其实这个增量序列不是最优的。此处我们做示例使用希尔增量。
　　

// 移动法
vector<int> Solution::Shell_Sort(vector<int> &nums) {
    int len = nums.size();
    // 分类间隔
	for(int k=len/2;k>0;k/=2){
		// 对每个子数组 进行 插入排序，
		// 第一个未排序元素为 k ,前k个元素 为有序的 k 个子序列
	     for(int i=k;i<len;i++){
	         int tmp = nums[i];
	         int j = i-k;
	         for(;j>=0;j-=k){
	             if(nums[j] > tmp) nums[j+k] = nums[j];
	             else break;}
	         nums[j+k] = tmp;
	     }}
    return nums;
}

// 交换法
vector<int> Solution::Shell_Sort(vector<int> &nums) {
    int len = nums.size();
    for(int k=len/2;k>0;k/=2){
        for(int i=k;i<len;i++){
            for(int j=i-k;j>=0;j-=k){
                if(nums[j] > nums[j+k]) swap(nums[j+k],nums[j]);
                else break;
    }}}
    return nums;
}