Python算法设计与分析从入门到精通
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4.5 希尔排序算法

希尔排序法是插入排序法的一种高级改进版本。希尔排序法可以减少插入排序法中数据移动的次数,加快排序进程,因此又被称为缩小增量排序法。

希尔排序法的基本思想是:将原始数据分成特定间隔的几组数据,然后使用插入排序法对每组数据进行排序,排序后再减小间隔距离,重复插入法对每组数据排序,直到所有数据完成排序为止。

例如,有一组数据:60, 82, 17, 35, 52, 73, 54, 9,如图4.33所示。采用希尔排序算法对其递增排序,步骤如下。

图4.33 原始值

(1)原数列中有8个数据,将间隔数设置为8/2=4位,即每间隔4位的数据为一组,共分为4组,数列1为60, 52,数列2为82, 73,数列3为17, 54,数列4为35, 9,图4.34所示。

图4.34 间隔4位划分

说明

间隔位数可以根据需求而定,不一定非要除以2。

(2)将每个数列内的元素按照左小右大的原则进行排序,最后得到的数列1为52, 60,数列2为73, 82,数列3为17, 54,数列4为9, 35。第一次排序结果如图4.35所示。

图4.35 第一次排序结果

(3)缩小间隔数为2位,即将原数列间隔2位的数据为一组,共分为两组数列,数列1为52, 17,60, 54,数列2为73, 9, 82, 35,如图4.36所示。

图4.36 间隔两位分组

(4)对每个数列内的元素从小到大进行排序,位置错误的元素进行交换,最后得到的数列1为17, 52, 54, 60,数列2为9, 35, 73, 82。第二次排序结果如图4.37所示。

图4.37 第二次排序结果

(5)继续缩小间隔数为1位,对图4.37中的元素进行排序,最后的排序结果如图4.38所示。

图4.38 排序结果

【实例4.9】 使用希尔排序法将列表中的数字递增排序。(实例位置:资源包\Code\04\09)

用Python代码实现上方示例中的希尔排序算法,具体代码如下:

运行结果如图4.39所示。

【实例4.10】 新闻头条。(实例位置:资源包\Code\04\10)

每天都会有各种各样的新闻发生,点击率较高的新闻就会成为新闻头条。编写程序,利用希尔排序法,根据新闻的点击率对新闻标题进行排序。具体的Python代码如下:

运行结果如图4.40所示。

图4.39 希尔排序法

图4.40 运行结果