Java ShellSort

  1. /**
  2.  * <html>
  3.  * <body>
  4.  *  <P> Copyright 1994-2018 JasonInternational </p>
  5.  *  <p> All rights reserved.</p>
  6.  *  <p> Created on 2018年4月10日 </p>
  7.  *  <p> Created by Jason</p>
  8.  *  </body>
  9.  * </html>
  10.  */
  11. package cn.ucaner.algorithm.sorts;
  12.  
  13. import java.util.ArrayList;
  14. import java.util.List;
  15.  
  16. /**
  17.  * Shellsort, also known as Shell sort or Shell's method, is an in-place
  18.  * comparison sort. It generalizes an exchanging sort, such as insertion or
  19.  * bubble sort, by starting the comparison and exchange of elements with
  20.  * elements that are far apart before finishing with neighboring elements.
  21.  * Starting with far apart elements can move some out-of-place elements into
  22.  * position faster than a simple nearest neighbor exchange.
  23.  * <p>
  24.  * Family: Exchanging.<br>
  25.  * Space: In-place.<br>
  26.  * Stable: False.<br>
  27.  * <p>
  28.  * Average case = depends on the gap<br>
  29.  * Worst case = O(n * log^2 n)<br>
  30.  * Best case = O(n)<br>
  31.  * <p>
  32.  * @see <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Shell_sort">Shell Sort (Wikipedia)</a>
  33.  * <br>
  34.  * @author Justin Wetherell <phishman3579@gmail.com>
  35.  */
  36. public class ShellSort<T extends Comparable<T>> {
  37.  
  38.     private ShellSort() { }
  39.  
  40.     public static <T extends Comparable<T>> T[] sort(int[] shells, T[] unsorted) {
  41.         for (int gap : shells) {
  42.             // Allocate arrays
  43.             List<List<T>> subarrays = new ArrayList<List<T>>(gap);
  44.             for (int i = 0; i < gap; i++) {
  45.                 subarrays.add(new ArrayList<T>(10));
  46.             }
  47.             // Populate sub-arrays
  48.             int i = 0;
  49.             int length = unsorted.length;
  50.             while (i < length) {
  51.                 for (int j = 0; j < gap; j++) {
  52.                     if (i >= length)
  53.                         continue;
  54.                     T v = unsorted[i++];
  55.                     List<T> list = subarrays.get(j);
  56.                     list.add(v);
  57.                 }
  58.             }
  59.             // Sort all sub-arrays
  60.             sortSubarrays(subarrays);
  61.             // Push the sub-arrays into the int array
  62.             int k = 0;
  63.             int iter = 0;
  64.             while (k < length) {
  65.                 for (int j = 0; j < gap; j++) {
  66.                     if (k >= length)
  67.                         continue;
  68.                     unsorted[k++] = subarrays.get(j).get(iter);
  69.                 }
  70.                 iter++;
  71.             }
  72.         }
  73.         return unsorted;
  74.     }
  75.  
  76.     private static <T extends Comparable<T>> void sortSubarrays(List<List<T>> lists) {
  77.         for (List<T> list : lists) {
  78.             sort(list);
  79.         }
  80.     }
  81.  
  82.     /**
  83.      * Insertion sort
  84.      *
  85.      * @param list
  86.      *            List to be sorted.
  87.      */
  88.     private static <T extends Comparable<T>> void sort(List<T> list) {
  89.         int size = list.size();
  90.         for (int i = 1; i < size; i++) {
  91.             for (int j = i; j > 0; j--) {
  92.                 T a = list.get(j);
  93.                 T b = list.get(j - 1);
  94.                 if (a.compareTo(b) < 0) {
  95.                     list.set(j - 1, a);
  96.                     list.set(j, b);
  97.                 } else {
  98.                     break;
  99.                 }
  100.             }
  101.         }
  102.     }
  103. }

　　

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