PHP 排序算法之希尔排序
● 问题引入:
在插入排序中,假如数组元素的摆列状况比力悲观,那么插入的次数就比力少,那么效力就很高了,可是许多时候,数据就是那么的不敬人意,比方如下的一个待 \
排序的数组:[2,3,4,5,6,7,1],这个数组,假如使用插入排序,那么就会发生如下的模样:
1. 第一轮:[2,3,4,5,6,7,7]
2. 第二轮:[2,3,4,5,6,6,7]
3. 第三轮:[2,3,4,5,5,6,7]
4. 第四轮:[2,3,4,4,5,6,7]
5. 第五轮:[2,3,3,4,5,6,7]
6. 第六轮:[2,2,3,4,5,6,7]
7. 第七轮:[1,2,3,4,5,6,7]
这样的就是最不悲观的状况,很白费时间,所以,后来就有大神研讨了一下,优化优化,就创造了希尔排序。
希尔排序 (Shell's Sort) 是插入排序的一种又称 “缩小增量排序”(Diminishing Increment Sort),是直接插入排序算法的一种更高效的改善版本。
希尔排序是非不乱排序算法。该办法因 D.L.Shell 于 1959 年提出而得名。
希尔排序是把记载按下标的必然增量分组,对每组使用直接插入排序算法排序;随着增量逐步减少,每组包括的关键词越来越多,当增量减至 1 时,
整个文件恰被分成一组,算法便终止
● 数组实例说明:
1. 比方有一个待排序的数组 [9,6,1,3,0,5.7,2,8,4]
2. 上面的数组一共有 10 个元素,它把数组第一次分为 10/2 = 5 组,然后两两比力,大小位置交流:如下:
<?php $arr = [9,6,1,3,0, 5,7,2,8,4]; $arr[0] > $arr[5] ? '交流位置,小数交流在前,大数交流在后' : '不交流位置'; $arr[1] > $arr[6] ? '交流位置,小数交流在前,大数交流在后' : '不交流位置'; $arr[2] > $arr[7] ? '交流位置,小数交流在前,大数交流在后' : '不交流位置'; $arr[3] > $arr[8] ? '交流位置,小数交流在前,大数交流在后' : '不交流位置'; $arr[4] > $arr[9] ? '交流位置,小数交流在前,大数交流在后' : '不交流位置'; for ($i = 5; $i < 10; $i++) { for ($j = $i - 5; $j >= 0; $j-=5) { if ($data[$j] > $data[$j+5]) { $temp = $data[$j]; $data[$j] = $data[$j+5]; $data[$j+5] = $temp; } } }
最后第一轮得到的结果就是:[5,6,1,3,0,9,7,2,8,4]
3. 第二轮又开端比力,第二轮是在此前第一轮的根基上,再次分为 5/2 = 2 组,然后两两交流位置,大小指互换:如下:
<?php $arr = [5,6,1,3,0,9,7,2,8,4]; $arr[0] > $arr[2];//1,5 [1,6,5,3,0,9,7,2,8,4] $arr[2] > $arr[4];//0,5 [1,6,0,3,5,9,7,2,8,4] $arr[4] > $arr[6];//5,7 [1,6,0,3,5,9,7,2,8,4] $arr[6] > $arr[8];//7,8 [1,6,0,3,5,9,7,2,8,4] $arr[1] > $arr[3];//3,6 [1,3,0,6,5,9,7,2,8,4] $arr[3] > $arr[5];//6,9 [1,3,0,6,5,9,7,2,8,4] $arr[5] > $arr[7];//2,9 [1,3,0,6,5,2,7,9,8,4] $arr[7] > $arr[9];//4,9 [1,3,0,6,5,2,7,4,8,9] ... for ($i = 2; $i < 10; $i++) { for ($j = $i - 2; $j >= 0; $j-=2) { if ($data[$j] > $data[$j+2]) { $temp = $data[$j]; $data[$j] = $data[$j+2]; $data[$j+2] = $temp; } } }
最后得到的结果就是:[0,2,1,3,6,4,7,6,8,9]
4. 最后再次分组比力:2/2 = 1 组。也就是最后,每两个都要比力,然后再次互换位置
<?php $arr = [0,2,1,3,5,4,7,6,8,9]; $arr[0] > $arr[1];//[1,3,0,6,5,2,7,4,8,9] $arr[1] > $arr[2];//[1,0,3,6,5,2,7,4,8,9] $arr[2] > $arr[3];//[1,0,3,6,5,2,7,4,8,9] $arr[3] > $arr[4];//[1,0,3,5,6,2,7,4,8,9] $arr[4] > $arr[5];//[1,0,3,5,2,6,7,4,8,9] $arr[5] > $arr[6];//[1,0,3,5,2,6,7,4,8,9] $arr[6] > $arr[7];//[1,0,3,5,2,6,4,7,8,9] $arr[7] > $arr[8];//[1,0,3,5,2,6,4,7,8,9] $arr[8] > $arr[9];//[1,0,3,5,2,6,4,7,8,9] ... for ($i = 1; $i < 10; $i++) { for ($j = $i - 1; $j >= 0; $j-=1) { if ($data[$j] > $data[$j+1]) { $temp = $data[$j]; $data[$j] = $data[$j+1]; $data[$j+1] = $temp; } } }
最后就得到结果:[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]
● 完全代码如下:
<?php class ShellSort { /*** Notes: 希尔排序之交流法排序 * User: LiYi\ * Date: 2019/11/12 0012\ * Time: 14:30\ * @param array $data\ * @return array\ */\ public static function shellSortArray(array $data):array { if (!is_array($data)) { return ['message' => '必需传入数组比力排序']; } $count = count($data);//得到数组的个数 //假如数组的个数小于等于1就直接返回 if ($count <= 1) {return $data;} //$gap 是每次减半的分组,直到只可以分为一组完毕,在php里面需要留意,两个整数相除,除不尽的状况下,得到的是一个浮点数,不是一个向下 //取整的的整数,所以在最后推断gap 退出轮回的时候,需要推断它 >= 1 for ($gap = $count / 2; $gap >= 1; $gap /= 2) { for ($i = $gap; $i < $count; $i++) { for ($j = $i - $gap; $j >= 0; $j-=$gap) { if ($data[$j] > $data[$j+$gap]) { //这个地方是比力第一个数和它的步长做比力,交流也是一样 $temp = $data[$j]; $data[$j] = $data[$j+$gap]; $data[$j+$gap] = $temp; } } } } return $data; } public static function validate(array $data) { if (!is_array($data)) { return ['message' => '必需传入数组比力排序']; } $count = count($data);//得到数组的个数 //假如数组的个数小于等于1就直接返回 if ($count <= 1){ return $data; } return [$data, $count]; } /**\ * Notes: 希尔排序之移位法排序 * User: LiYi * Date: 2019/11/12 0012 * Time: 14:29 * @param array $data * @return array*/ public static function ShellSortMoveArray(array $data) { $count = count($data);//得到数组总数 for ($gap = $count / 2; $gap > 0; $gap /= 2) { //缩小增量,每次减半 $gap = floor($gap); for ($i = $gap; $i < $count; $i++) { // $insertIndex = $i;//待插入元素的下表 $insertValue = $data[$insertIndex];//待插入元素的值 echo "insertIndex=$insertIndex" . PHP_EOL; echo "insertValue=$insertValue" . PHP_EOL; if ($data[$insertIndex] < $data[$insertIndex - $gap]) { //推断待插入元素和它步长的元素比力,待插入元素小就进入轮回 //推断可否越界了,第一个元素的下标是要大于等于0的,不然退出轮回 //推断后面的元素比前面的元素小,进入轮回,不然退出轮回 while ($insertIndex - $gap >= 0 && $insertValue < $data[$insertIndex - $gap]) { //把步长前面的大的值向后移动 $data[$insertIndex] = $data[$insertIndex - $gap]; $insertIndex -= $gap;//每轮回一次就把带插入的坐标减去抵偿\ } //把带插的小值插入到前面 $data[$insertIndex] = $insertValue; } } } return $data; } public static function testShellOne(array $data) { $temp = 0; $count = count($data); for ($i = 5; $i < $count; $i++) { for ($j = $i - 5; $j >= 0; $j-=5) { if ($data[$j] > $data[$j+5]) { $temp = $data[$j]; $data[$j] = $data[$j+5]; $data[$j+5] = $temp; } } } for ($i = 2; $i < $count; $i++) { for ($j = $i - 2; $j >= 0; $j-=2) { if ($data[$j] > $data[$j+2]) { $temp = $data[$j]; $data[$j] = $data[$j+2]; $data[$j+2] = $temp; } } } for ($i = 1; $i < 10; $i++) { for ($j = $i - 1; $j >= 0; $j-=1) { if ($data[$j] > $data[$j+1]) { $temp = $data[$j]; $data[$j] = $data[$j+1]; $data[$j+1] = $temp; } } } var_dump($data); } } var_dump(ShellSort::shellSortMoveArray([0 => 9, 1 => 6, 2 => 1, 3 => 3, 4 => 0, 5 => 5, 6 => 7, 7 => 2, 8 => 8, 9 => 4])); // $gap = 10 / 2 = 5 // $insertIndex = $i = $gap = 5 // $insertValue = $data[$insertIndex] = $data[5] = 5; // $data[$insertIndex] < $data[$insertIndex - $gap] == $data[5] < $data[5-5] = $data[0] ==> 5 < 9 // while(5 - 5 >= 0 && 5 < 9) { // $data[5] = $data[5-5] = $data[0] = 9 // $insertIndex -= 5 = 0; //} // $data[$insertIndex] = $data[0] = $insertValue = 5 // $i++ = 6; // $insertIndex = $i = 6 // $insertValue = $data[$insertIndex] = $data[6] = 7; // $data[$insertIndex] < $data[$insertIndex - $gap] == $data[6] < $data[6-5] = $data[1] ==> 7 < 6 // $i++ = 7; // $insertIndex = $i = 7 // $insertValue = $data[$insertIndex] = $data[7] = 2; // $data[$insertIndex] < $data[$insertIndex - $gap] == $data[7] < $data[7-5] = $data[2] ==> 2 < 1 // $i++ = 8; // $insertIndex = $i = 8 // $insertValue = $data[$insertIndex] = $data[8] = 8; // $data[$insertIndex] < $data[$insertIndex - $gap] == $data[8] < $data[8-5] = $data[3] ==> 8 < 3 // $i++ = 9; // $insertIndex = $i = 9 // $insertValue = $data[$insertIndex] = $data[9] = 4; // $data[$insertIndex] < $data[$insertIndex - $gap] == $data[9] < $data[9-5] = $data[4] ==> 4 < 0
以上就是PHP 排序算法之希尔排序的具体内容,更多请关注百分百源码网其它相关文章!