算法步骤

选择一个增量序列 t1，t2，……，tk，其中 ti > tj, tk = 1；

按增量序列个数 k，对序列进行 k 趟排序；

每趟排序，根据对应的增量 ti，将待排序列分割成若干长度为 m 的子序列，分别对各子表进行直接插入排序。仅增量因子为 1 时，整个序列作为一个表来处理，表长度即为整个序列的长度。

Code:

/**
 @Project :算法
 @Author : xinyu
 @Date :2022/3/2 下午7:29
 @Description :希尔排序
 **/
package com.atguigu.sort;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Arrays;
import java.util.Date;

public class ShellSort {

   public static void main(String[] args) {
      //int[] arr = { 8, 9, 1, 7, 2, 3, 5, 4, 6, 0 };
      
      // 创建要给80000个的随机的数组
      int[] arr = new int[8000000];
      for (int i = 0; i < 8000000; i++) {
         arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000); // 生成一个[0, 8000000) 数
      }

      System.out.println("排序前");
      Date data1 = new Date();
      SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
      String date1Str = simpleDateFormat.format(data1);
      System.out.println("排序前的时间是=" + date1Str);
      
      //shellSort(arr); //交换式
      shellSort2(arr);//移位方式
      
      Date data2 = new Date();
      String date2Str = simpleDateFormat.format(data2);
      System.out.println("排序前的时间是=" + date2Str);
      
      //System.out.println(Arrays.toString(arr));
   }

   // 使用逐步推导的方式来编写希尔排序
   // 希尔排序时， 对有序序列在插入时采用交换法, 
   // 思路(算法) ===> 代码
   public static void shellSort(int[] arr) {
      
      int temp = 0;
      int count = 0;
      // 根据前面的逐步分析，使用循环处理
      for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
         for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
            // 遍历各组中所有的元素(共gap组，每组有个元素), 步长gap
            for (int j = i - gap; j >= 0; j -= gap) {
               // 如果当前元素大于加上步长后的那个元素，说明交换
               if (arr[j] > arr[j + gap]) {
                  temp = arr[j];
                  arr[j] = arr[j + gap];
                  arr[j + gap] = temp;
               }
            }
         }
         //System.out.println("希尔排序第" + (++count) + "轮 =" + Arrays.toString(arr));
      }
      
      /*
      
      // 希尔排序的第1轮排序
      // 因为第1轮排序，是将10个数据分成了 5组
      for (int i = 5; i < arr.length; i++) {
         // 遍历各组中所有的元素(共5组，每组有2个元素), 步长5
         for (int j = i - 5; j >= 0; j -= 5) {
            // 如果当前元素大于加上步长后的那个元素，说明交换
            if (arr[j] > arr[j + 5]) {
               temp = arr[j];
               arr[j] = arr[j + 5];
               arr[j + 5] = temp;
            }
         }
      }
      
      System.out.println("希尔排序1轮后=" + Arrays.toString(arr));//
      
      
      // 希尔排序的第2轮排序
      // 因为第2轮排序，是将10个数据分成了 5/2 = 2组
      for (int i = 2; i < arr.length; i++) {
         // 遍历各组中所有的元素(共5组，每组有2个元素), 步长5
         for (int j = i - 2; j >= 0; j -= 2) {
            // 如果当前元素大于加上步长后的那个元素，说明交换
            if (arr[j] > arr[j + 2]) {
               temp = arr[j];
               arr[j] = arr[j + 2];
               arr[j + 2] = temp;
            }
         }
      }

      System.out.println("希尔排序2轮后=" + Arrays.toString(arr));//

      // 希尔排序的第3轮排序
      // 因为第3轮排序，是将10个数据分成了 2/2 = 1组
      for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
         // 遍历各组中所有的元素(共5组，每组有2个元素), 步长5
         for (int j = i - 1; j >= 0; j -= 1) {
            // 如果当前元素大于加上步长后的那个元素，说明交换
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
               temp = arr[j];
               arr[j] = arr[j + 1];
               arr[j + 1] = temp;
            }
         }
      }

      System.out.println("希尔排序3轮后=" + Arrays.toString(arr));//
      */
   }
   
   //对交换式的希尔排序进行优化->移位法
   public static void shellSort2(int[] arr) {
      
      // 增量gap, 并逐步的缩小增量
      for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
         // 从第gap个元素，逐个对其所在的组进行直接插入排序
         for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
            int j = i;
            int temp = arr[j];
            if (arr[j] < arr[j - gap]) {
               while (j - gap >= 0 && temp < arr[j - gap]) {
                  //移动
                  arr[j] = arr[j-gap];
                  j -= gap;
               }
               //当退出while后，就给temp找到插入的位置
               arr[j] = temp;
            }

         }
      }
   }

}