Question

我试图在第62页了解K＆amp; R书中的ShellSort代码。但是有一部分我不确定。

所以这是本书的原始代码：

void shellsort(int* v, int n) {
    int gap, i, j, temp;
    for (gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2) {
        for (i = gap; i < n; i++) {
            for (j = i - gap; j >= 0 && v[j] > v[j + gap]; j -= gap) {
                temp = v[j];
                v[j] = v[j + gap];
                v[j + gap] = temp;
            }
        }
    }
}

我试图理解为什么会有第三个循环。它可能只是不可能吗？

以下是代码的更改版本（我认为也可以使用的代码）：

void shellsort(int* v, int n) {
    int gap, i, j, temp;
    for (gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2) {
        for (i = gap; i < n; i++) {
            j = i - gap;
            if (v[j] > v[j + gap]) {
                temp = v[j];
                v[j] = v[j + gap];
                v[j + gap] = temp;
            }
        }
    }
}

当我运行代码时，它输出与第一个代码相同的东西：

输出：

12345679

但肯定有使用for的原因。我无法找到原因。所以我认为有人可以解决这个问题吗？

Answer 1

如果您追踪算法的作用，您可能会更好地了解正在发生的事情。这是一个程序版本，带有一些额外的打印语句：

void shellsort(int* v, int n) {
    int gap, i, j, temp;
    for (gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2) {
        printf("enter outer loop with gap = %d\n", gap);
        for (i = gap; i < n; i++) {
            printf("- enter second loop with i = %d\n", i);
            for (j = i - gap; j >= 0 && v[j] > v[j + gap]; j -= gap) {
                temp = v[j];
                v[j] = v[j + gap];
                v[j + gap] = temp;
            }
            printf("- after innermost loop:");
            print_array(v, n);
        }
    }
}

（我省略了print_array的定义。）

作为评论者的建议，使用数组{ 5, 4, 3, 2, 1 }调用此方法，可以输出：

 5 4 3 2 1
enter outer loop with gap = 2
- enter second loop with i = 2
- after innermost loop: 3 4 5 2 1
- enter second loop with i = 3
- after innermost loop: 3 2 5 4 1
- enter second loop with i = 4
- after innermost loop: 1 2 3 4 5
enter outer loop with gap = 1
- enter second loop with i = 1
- after innermost loop: 1 2 3 4 5
- enter second loop with i = 2
- after innermost loop: 1 2 3 4 5
- enter second loop with i = 3
- after innermost loop: 1 2 3 4 5
- enter second loop with i = 4
- after innermost loop: 1 2 3 4 5
 1 2 3 4 5

但是，如果我使用您的代码，只使用if代替最里面的for循环，会发生以下情况：

 5 4 3 2 1
enter outer loop with gap = 2
- enter second loop with i = 2
- after swap: 3 4 5 2 1
- enter second loop with i = 3
- after swap: 3 2 5 4 1
- enter second loop with i = 4
- after swap: 3 2 1 4 5
enter outer loop with gap = 1
- enter second loop with i = 1
- after swap: 2 3 1 4 5
- enter second loop with i = 2
- after swap: 2 1 3 4 5
- enter second loop with i = 3
- after swap: 2 1 3 4 5
- enter second loop with i = 4
- after swap: 2 1 3 4 5
 2 1 3 4 5

结果不正确，因为1未传播到数组的开头。这是由于缺少内循环。在原始版本的gap = 2和i = 4，该计划会比较5和1并进行互换;然后比较3和1并交换它们以确保这三个元素（1，3，5）处于正确的相对顺序。如果没有内部循环，则不会进行第二次交换。有可能在gap = 1的迭代中修复此问题，但1只与一个元素（3）交换，但不与2交换。

或者，对于更短但更模糊的答案：Shell排序为各种＆＃34;间隙大小执行循环＆＃34;在插入排序的变体。如果你知道插入排序，你知道它包含两个嵌套循环。如果删除最里面的循环，则会破坏内部插入排序。

最后，在您刚刚工作的示例中，您只是运气不好：如果输入（大部分）是排序的，即使是破坏的排序算法也可能起作用。这些东西很难测试。

了解来自c K＆amp; R Book的ShellSort代码，第62页

1 个答案: