梳排序

参考维基百科

梳排序是Wlodzimierz Dobosiewicz于1980年发明的不稳定排序算法。梳排序改良自冒泡排序和快速排序,主要目的是消除冒泡排序中因为尾部小数值(乌龟)造成的排序缓慢问题。

冒泡排序中,尾部小数值称为乌龟,会严重影响排序性能;而头部的大数值称为兔子,对性能没影响

在冒泡排序中,只比较阵列中的相邻两项,即比较的gap=1,梳排序提出此间距可以大于1。在梳排序中,开始时的gap设置为阵列的长度,并在会圈中以固定的比例递减,通常递减率设定为1.3。在一次回圈中,梳排序如同冒泡排序一样,把阵列从头到尾扫描一次,以比较并交换两项,不同的是两项间距不为1,如果递减至1,梳排序假定输入阵列大致已经排序好了,并以冒泡排序最最后的验证。

希尔排序由插入排序优化而来,其思想也是插入排序中gap可以不为1

代码实现

void comb_sort(int arr[], int len) {
    double shrink_factor = 0.8;
    int gap = len, swapped = 1, i;
    int temp;
    while (gap > 1 || swapped) {
        if (gap > 1)
            gap *= shrink_factor;
        swapped = 0;
        for (i = 0; gap + i < len; i++)
            if (arr[i] > arr[i + gap]) {
                temp = arr[i];
                arr[i] = arr[i + gap];
                arr[i + gap] = temp;
                swapped = 1;
            }
    }
}

过程举例

举例:待排序序列为{8, 6, 5, 2, 1, 4, 3,7}
第一次
初始increment = 8/1.3 =6。分为子序列{8, 3}{6, 7}{5}{2}{1}{4}进行一趟冒泡排序,得到{3, 6, 5, 2, 1, 4, 8, 7}
第二次
increment = 6/1.3 = 4。分为子序列{3, 1}{6, 4}{5, 8}{2, 7}进行一趟冒泡排序,得到{1, 4, 5, 2, 3, 6, 8, 7}
第三趟
increment = 4/1.3 = 3,分为子序列{1, 2, 8}{4, 3, 7}{5, 6}进行一趟冒泡排序,得到{1, 3, 5, 2, 4, 6, 8, 7}
第四趟
increment = 3/1.3 = 2。分为子序列{1, 5, 4, 8}{3, 2, 6, 7}进行一趟冒泡排序,得到{1, 2, 4, 3, 5, 6, 8, 7}
第五趟
increment = 2/1.3 = 1。分为子序列{1, 2, 4, 3, 5, 6, 8, 7}进行一趟冒泡排序,得到{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}

算法分析

  • 递减率的设定影响梳排序的效率,原作者以随机数实验,得到最有效的递减率为1.3
  • 设定递减率为1.3时,最终只会有三种不同的结果:(9, 6, 4, 3, 2, 1)、(10, 7, 5, 3, 2, 1)、或 (11, 8, 6, 4, 3, 2, 1),实验证明,如果间距编程9或10时,一律改为11对效率又明显的改善,原因是,如果间距曾经为9或10,则到间距编程1时,数值通常不是递增数列,故因此要经过几次冒泡修正。这种假如指定间距的变异算法称为梳排序-11
  • 与快排和归并排序一样,刚开始是效率很好,结尾时效率较差,如果间距变得太小时如小于10,改用插入或希尔等算法,可以提升整体性能。

动态过程

comb_sort.gif
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