Was sind die Optimierungsstrategien und Implementierungsmethoden des Hill-Sortieralgorithmus in PHP?

Was sind die Optimierungsstrategien und Implementierungsmethoden des Hill-Sortieralgorithmus in PHP?

Hill-Sortierung ist ein effizienter Sortieralgorithmus. Er unterteilt das zu sortierende Array in mehrere Unterarrays, indem er eine Inkrementsequenz definiert, führt eine Einfügungssortierung für diese Unterarrays durch und reduziert dann schrittweise das Inkrement, bis das Inkrement 1 beträgt eine abschließende Einfügungssortierung, um den gesamten Sortiervorgang abzuschließen. Im Vergleich zur herkömmlichen Einfügungssortierung kann die Hill-Sortierung das zu sortierende Array schneller in eine teilweise Ordnung umwandeln, wodurch die Anzahl der Vergleiche und Austausche verringert wird.

Die Optimierungsstrategie der Hill-Sortierung spiegelt sich hauptsächlich in zwei Aspekten wider: der Definition inkrementeller Sequenzen und der Verwendung der Einfügungssortierung.

1. Definieren Sie die inkrementelle Reihenfolge
   Die Wahl der inkrementellen Reihenfolge hat einen großen Einfluss auf die Effizienz der Hill-Sortierung. Zu den gängigen inkrementellen Sequenzen gehören die inkrementelle Hill-Sequenz, die inkrementelle Hibbard-Sequenz, die inkrementelle Sedgewick-Sequenz usw. Unter diesen ist die Hill-Inkrementsequenz die einfachste und hat folgende Definition: h = h * 3 + 1, wobei h das Inkrement ist und der Anfangswert 1 ist. Die Hibbard-Inkrementalsequenz und die Sedgewick-Inkrementalsequenz sind komplizierter, und ihre Definitionen und Berechnungsmethoden können online mit spezifischen Formeln gefunden werden. Durch die Auswahl einer geeigneten inkrementellen Reihenfolge kann die zeitliche Komplexität der Sortierung verringert werden.
2. Einfügungssortierung verwenden
   Fügen Sie in jeder Runde der Hill-Sortierung das zu sortierende Subarray ein. Der Grund für die Verwendung der Einfügungssortierung besteht darin, dass bei großen Inkrementen durch das Einfügen des Subarrays in eine Einfügungssortierung kleinere Elemente schneller an die entsprechende Position verschoben werden können, wodurch die Leistung verbessert wird. In praktischen Anwendungen können Sie eine Version der Einfügungssortierung basierend auf Datenvolumen und Leistungsanforderungen auswählen, z. B. direkte Einfügungssortierung, binäre Einfügungssortierung usw. Darüber hinaus können für jede Gruppe unterschiedliche Einfügungssortierungsalgorithmen verwendet werden, basierend auf der Anzahl der sortierten Gruppen und den Merkmalen der Hill-Sortierung.

Das Folgende ist ein PHP-Codebeispiel, das zeigt, wie man mit der Hill-Sortierung sortiert:

function shellSort(&$arr) {
    $len = count($arr);
    
    // 定义增量序列
    $h = 1;
    while ($h < intval($len / 3)) {
        $h = $h * 3 + 1;
    }
    
    while ($h >= 1) {
        // 子数组进行插入排序
        for ($i = $h; $i < $len; $i++) {
            $temp = $arr[$i];
            $j = $i - $h;
            while ($j >= 0 && $arr[$j] > $temp) {
                $arr[$j + $h] = $arr[$j];
                $j -= $h;
            }
            $arr[$j + $h] = $temp;
        }
        
        // 减小增量
        $h = intval($h / 3);
    }
}

// 测试代码
$arr = [9, 5, 2, 7, 1, 8, 6, 4, 3];
shellSort($arr);
print_r($arr);

Das obige Codebeispiel zeigt, wie man ein ganzzahliges Array mit dem Hill-Sortieralgorithmus sortiert. Definieren Sie zunächst die Inkrementsequenz, steuern Sie dann die Größe des Inkrements über eine Schleife und rufen Sie den Einfügungssortierungsalgorithmus auf, um das Subarray zu sortieren. Die endgültige Ausgabe ist das sortierte Ergebnis.

Der Hill-Sortieralgorithmus kann kleinere Elemente durch geeignete Inkrementsequenzen und die Verwendung des Einfügungssortieralgorithmus schneller an die entsprechende Position verschieben, wenn das Inkrement groß ist, wodurch die Sortiereffizienz verbessert wird. In praktischen Anwendungen kann der geeignete inkrementelle Sequenz- und Einfügungssortierungsalgorithmus entsprechend dem spezifischen Problem und der Datengröße ausgewählt werden, um den besten Sortiereffekt zu erzielen.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonWas sind die Optimierungsstrategien und Implementierungsmethoden des Hill-Sortieralgorithmus in PHP?. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!