希尔排序的正确性 (Correctness of ShellSort)
学希尔排序的时候,觉得有序性保持的性质十分神奇,但哪里都找不到数学证明。最后在Donald E. Knuth的The Art of Computer Programming中找到了(显然我没有读过这套书),现摘录并整理之。
Theorem K. If a k-ordered file is h-sorted, it remains k-ordered.
Thus a file that is first 7-sorted, then 5-sorted, becomes both 7-ordered and 5-ordered. And if we 3-sort it, the result is ordered by 7s, 5s, and 3s. Examples of this remarkable property can be seen in Table 4 on page 85.
Proof. Exercise 20 shows that Theorem K is a consequence of the following fact:
Lemma L. Let m, n, r be nonnegative integers, and let (x1 , ... , xm+r) and (y1 , ... , yn+r) be any sequences of numbers such that
y1 ≤ xm+1 , y2 ≤ xm+2 , ... , yr ≤ xm+r (7)
If the x's and y's are sorted independently, so that x1 ≤ ... ≤ xm+r and y1 ≤ ... ≤ yn+r , the relations (7) will still be valid.
Proof. All but m of the x’s are known to be dominate (that is, to be greater than or equal to) some y, where distinct x’s dominate distinct y’s. Let 1 ≤ j ≤ r. Since xm+j after sorting dominates m + j of the x’s, it dominates at least j of the y’s; therefore it dominates the smallest j of the y’s; hence xm+j ≥ yj after sorting.
Exercise 20. Show that Theorem K follows from Lemma L.
Solution. (This is much harder to write down than to understand.) Assume that a k-ordered file R1 , ... , RN has been h-sorted, and let 1 ≤ i ≤ N - k; we want to show that Ki ≤ Ki+k . Find u, v such that i ≡ u and i + k ≡ v (modulo h), 1 ≤ u, v ≤ h; and apply Lemma L with xj = Kv+(j-1)h , yj = Ku+(j-1)h . Then the first r elements Ku , Ku+h , ... , Ku+(r-1)h of the y’s are respectively ≤ the last r elememts Ku+k , Ku+k+h , ... , Ku+k+(r-1)h of the x’s, where r is the greatest integer such that u + k + (r - 1)h ≤ N.

定理 如果一个序列是k有序的,在h排序后它保持k有序。
证明 引理:设m, n, r为非负整数,(x1 , ... , xm+r)与(y1 , ... , yn+r)为满足以下性质的序列:
y1 ≤ xm+1 , y2 ≤ xm+2 , ... , yr ≤ xm+r
那么如果x和y被分别排序,使x1 ≤ ... ≤ xm+r且y1 ≤ ... ≤ yn+r ,则以上关系仍成立。
除m个以外所有x都大于等于某个y,其中不同的x大于等于不同的y。设1 ≤ j ≤ r。由于排序后xm+j大于等于x中的m + j个,它至少大于y中的j个。因此它大于等于y中最小的j个,故排序后xm+j ≥ yj,引理得证。
假设k有序的序列R1 , ... , RN被h排序,设1 ≤ i ≤ N - k,即证Ki ≤ Ki+k。存在u、v使i ≡ u,i + k ≡ v (mod h),其中1 ≤ u,v ≤ h。将xj = Kv+(j-1)h ,yj = Ku+(j-1)h代入引理。则y中的前r个元素Ku , Ku+h , ... , Ku+(r-1)h分别小于等于x中的后r个元素Ku+k , Ku+k+h , ... , Ku+k+(r-1)h ,其中r是满足u + k + (r - 1)h ≤ N的最大整数。证毕。
因此一开始7有序的序列在5排序后同时成为7有序与5有序的。如果再3排序,结果是7、5与3有序的。
希尔排序的正确性 (Correctness of ShellSort)的更多相关文章
- Java基础知识强化57:经典排序之希尔排序(ShellSort)
1. 希尔排序的原理: 希尔排序(Shell Sort)是插入排序的一种.也称缩小增量排序,是直接插入排序算法的一种更高效的改进版本.希尔排序是非稳定排序算法.该方法因DL.Shell于1959年提出 ...
- C#算法基础之希尔排序
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.T ...
- 希尔排序(shell‘ sort)
希尔排序是1959 年由D.L.Shell 提出来的,相对直接排序有较大的改进.希尔排序又叫缩小增量排序 基本思想: 先将整个待排序的记录序列分割成为若干子序列分别进行直接插入排序,待整个序列中的记录 ...
- java排序算法之希尔排序
希尔排序是冲破二次时间屏障的第一批算法之一. 它是通过比较相距一定间隔的元素来工作,各趟比较所用的距离随着算法的进行而减小,直到最后一趟(比较相邻元素)为止.因此希尔排序也叫缩减增量排序. 希尔排序使 ...
- C数据结构排序算法——希尔排序法用法总结(转http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3597597.html)
希尔排序介绍 希尔排序(Shell Sort)是插入排序的一种,它是针对直接插入排序算法的改进.该方法又称缩小增量排序,因DL.Shell于1959年提出而得名. 希尔排序实质上是一种分组插入方法.它 ...
- 希尔排序(Shellsort)
首先,Shell是发明这个算法的人名,不是这个算法的思想或者特点. 希尔排序,也称为增量递减排序.基本思路,是把原来的序列,等效视为一个矩阵的形式.矩阵的列数,也称为宽度或者增量,记为w. 假设数组A ...
- C#数据结构与算法系列(二十一):希尔排序算法(ShellSort)
1.介绍 希尔排序是希尔(Donald Shell)于1959年提出的一种排序算法.希尔排序也是一种插入排序,它是简单插入排序经过改进之后的一个更高效的版本,也称为缩小增量排序. 2.基本思想 希尔排 ...
- 排序--ShellSort 希尔排序
希尔排序 no 实现 希尔排序其实就是插入排序.只不过希尔排序在比较的元素的间隔不是1. 我们知道插入排序 都是 一个一个和之前的元素比较.发现比之前元素小就交换位置.但是希尔排序可能是和前第n个元素 ...
- uva 10152 ShellSort 龟壳排序(希尔排序?)
今天状态总是很糟,这种题目卡了一天... 是不是休息时间太少了,头脑迟钝了... 名字叫希尔排序,我还以为跟它有关,还搜索了下资料. 只要找到trick就会发现是很水的题目.只要对比下就能找到哪些是移 ...
随机推荐
- 深入理解java内存模型--读书笔记
深入理解java内存模型 java内存模型的抽象 java线程之间的通信由java内存模型(JMM)控制,JMM决定一个线程对共享变量的写入何时对另一个线程可见 从抽象的角度来看,JMM决定了线程和主 ...
- .NET World——gPRC概览
什么是gRPC 官方的定义: gRPC is a modern open source high performance RPC framework that can run in any envir ...
- tracert和traceroute介绍
一.tracert和traceroute简介 相同点:都是用来跟踪路由,帮助排查问题,关注的是过程,而ping关注的是结果 不同点:tracert请求是icmp echo报文 traceroute请求 ...
- 【程序人生】从湖北省最早的四位java高级工程师之一到出家为僧所引发的深思
从我刚上大学接触程序员这个职业开始,到如今我从事了七年多程序员,这期间我和我的不少小伙伴接受了太多的负面信息,在成长的道路上也真了交了不少的情商税.这些负面信息中,有一件就是我大学班主任 ...
- vue 实现数据绑定原理
案例: Vue 底层原理 // 目的: 使用原生js来实现Vue深入响应式 var box = document.querySelector('.box') var button = ...
- 从零写一个编译器(十三):代码生成之遍历AST
项目的完整代码在 C2j-Compiler 前言 在上一篇完成对JVM指令的生成,下面就可以真正进入代码生成部分了.通常现代编译器都是先把生成IR,再经过代码优化等等,最后才编译成目标平台代码.但是时 ...
- SpringMVC 源码解析
前言 年初面试时接触到一道面试题,在聊到SpringMVC时提到了SpringMVC的开发者为何要设计父子容器呢,又或者说是父子容器的设计有什么更实际的作用呢? 首先 ...
- Django对接SQL Server服务
1.环境描述环境:Win7 + Django2.1.10 + SQL Server 2014 + Python3.6 + PyCharm 2017.2.3 x64 2.安装插件由于Django默认是不 ...
- Coablt strike官方教程中文版
安装和设置 系统要求 Cobalt Strike的最低系统要求 2 GHz +以上的cpu 2 GB RAM 500MB +可用空间 在Amazon的EC2上,至少使用较高核数的CPU(c1.medi ...
- 纯css、js 的H5页面对接echarts
做项目时,会遇到一些零碎的技术点.记录下来以防忘记 需求:做可视化界面,但是需要兼容ie8,需要用纯css.js 的H5页面对接echarts,下面为效果图(带定时器循环显示tooltip). 实现方 ...