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PHP-Sortieralgorithmus Hill-Sortierung
- 藏色散人nach vorne
- 2019-12-09 14:25:273298Durchsuche
Hill-Sortierung, Austauschsortierung
● Problemeinführung:
Wenn bei der Einfügungssortierung die Anordnung der Array-Elemente relativ optimistisch ist, Dann ist die Anzahl der Einfügungen relativ gering und die Effizienz sehr hoch. Allerdings sind die Daten oft so respektlos, wie zum Beispiel das folgende Array, nach dem
sortiert werden soll: [2,3, 4,5 ,6,7,1], wenn dieses Array sortiert eingefügt wird, sieht es wie folgt aus:
Erste Runde: [2,3,4,5,6,7,7 ]
2. Runde: [2,3,4,5,6,6,7]
3 ,7]
Die vierte Runde: [2,3,4,4,5,6,7]
5 ,5,6,7]
6. Die sechste Runde:[2,2,3,4,5,6,7]
7 ,3,4,5,6,7]
Dies ist die am wenigsten optimistische Situation und eine Zeitverschwendung. Daher haben einige Experten es später untersucht, optimiert und Hill Sort erfunden.
Hill Sort (Shell's Sort) ist eine Art Einfügungssortierung, auch bekannt als „Diminishing Increment Sort“ (Diminishing Increment Sort). Es handelt sich um eine effizientere und verbesserte Version des Direkteinfügungssortierungsalgorithmus.
Hill Sorting ist ein instabiler Sortieralgorithmus. Diese Methode ist nach D.L.Shell benannt, der sie 1959 vorgeschlagen hat.
Hill-Sortierung besteht darin, Datensätze nach einem bestimmten Inkrement des Index zu gruppieren und jede Gruppe mithilfe des Sortieralgorithmus für direkte Einfügung zu sortieren. Mit zunehmender Inkrementierung enthält jede Gruppe immer mehr Schlüsselwörter bis 1,
die gesamte Datei wird in eine Gruppe unterteilt und der Algorithmus wird beendet
● Array-Beispielbeschreibung:
1. Es gibt ein zu sortierendes Array [9,6,1,3,0,5,7,2,8,4]
2. Das obige Array hat insgesamt 10 Elemente und unterteilt das Array in 10 zum ersten Mal /2 = 5 Gruppen, dann paarweise vergleichen, Größenpositionen austauschen: wie folgt:
<?php
$arr = [9,6,1,3,0, 5,7,2,8,4];
$arr[0] > $arr[5] ? '交换位置,小数交换在前，大数交换在后' : '不交换位置';
$arr[1] > $arr[6] ? '交换位置,小数交换在前，大数交换在后' : '不交换位置';
$arr[2] > $arr[7] ? '交换位置,小数交换在前，大数交换在后' : '不交换位置';
$arr[3] > $arr[8] ? '交换位置,小数交换在前，大数交换在后' : '不交换位置';
$arr[4] > $arr[9] ? '交换位置,小数交换在前，大数交换在后' : '不交换位置';
for ($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;
}
}
}Das Endergebnis in der ersten Runde ist: [5,6,1,3, 0,9,7,2, 8,4]
3. Die zweite Runde basiert erneut auf der vorherigen ersten Runde und wird erneut in 5/2 = 2 Gruppen aufgeteilt Die Positionen werden paarweise ausgetauscht und der große und der kleine Finger werden wie folgt ausgetauscht:
<?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;
}
}
}Das Endergebnis ist: [0,2,1,3,6,4,7,6,8,9 ]
4. Zum Schluss noch einmal gruppieren. Vergleichen Sie: 2/2 = 1 Gruppe. Das heißt, am Ende werden jeweils zwei verglichen, und dann werden die Positionen erneut vertauscht
<?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;
}
}
}und schließlich wird das Ergebnis erhalten: [0,1,2,3,4,5,6,7, 8,9]
● Der vollständige Code lautet wie folgt:
<?php
class ShellSort
{
/*** Notes: 希尔排序之交换法排序
* 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' => '必须传入数组比较排序'];
}
$count = count($data);//得到数组的个数
//如果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结束，在php里面需要注意，两个整数相除，除不尽的情况下，得到的是一个浮点数，不是一个向下
//取整的的整数，所以在最后判断gap 退出循环的时候，需要判断它 >= 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]) {
//这个地方是比较第一个数和它的步长做比较，交换也是一样
$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' => '必须传入数组比较排序'];
}
$count = count($data);//得到数组的个数
//如果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 - $gap]) {
//判断待插入元素和它步长的元素比较，待插入元素小就进入循环
//判断是否越界了，第一个元素的下标是要大于等于0的，否则退出循环
//判断后面的元素比前面的元素小，进入循环，否则退出循环
while ($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;//每循环一次就把带插入的坐标减去补偿\
} //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 < 0Das obige ist der detaillierte Inhalt vonPHP-Sortieralgorithmus Hill-Sortierung. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!