package Utils.Sort;
/**
*希爾排序，要求待排序的數組必須實現Comparable接口
*/
public class ShellSort implements SortStrategy
{
private int[] increment;
/**
*利用希爾排序算法對數組obj進行排序
*/
public void sort(Comparable[] obj)
{
if (obj == null)
{
throw new NullPointerException("The argument can not be null!");
}
//初始化步長
initGap(obj);
//步長依次變化（遞減）
for (int i = increment.length - 1 ;i >= 0 ;i-- )
{
int step = increment[i];
//由步長位置開始
for (int j = step ;j < obj.length ;j++ )
{
Comparable tmp;
//如果後面的小於前面的（相隔step），則與前面的交換
for (int m = j ;m >= step ;m = m - step )
{
if (obj[m].compareTo(obj[m - step]) < 0)
{
tmp = obj[m - step];
obj[m - step] = obj[m];
obj[m] = tmp;
}
//因為之前的位置必定已經比較過，所以這裡直接退出循環
else
{
break;
}
}
}
}
}
/**
*根據數組的長度確定求增量的公式的最大指數,公式為pow(4, i) - 3 * pow(2, i) + 1和9 * pow(4, i) - 9 * pow
2, i) + 1
*@return int[] 兩個公式的最大指數
*@param length 數組的長度
*/
private int[] initExponent(int length)
{
int[] exp = new int[2];
exp[0] = 1;
exp[1] = -1;
int[] gap = new int[2];
gap[0] = gap[1] = 0;
//確定兩個公式的最大指數
while (gap[0] < length)
{
exp[0]++;
gap[0] = (int)(Math.pow(4, exp[0]) - 3 * Math.pow(2, exp[0]) + 1);
}
exp[0]--;
while (gap[1] < length)
{
exp[1]++;
gap[1] = (int)(9 * Math.pow(4, exp[1]) - 9 * Math.pow(2, exp[1]) + 1);
}
exp[1]--;
return exp;
}
private void initGap(Comparable[] obj)
{
//利用公式初始化增量序列
int exp[] = initExponent(obj.length);
int[] gap = new int[2];
increment = new int[exp[0] + exp[1]];
//將增量數組由大到小賦值
for (int i = exp[0] + exp[1] - 1 ;i >= 0 ;i-- )
{
gap[0] = (int)(Math.pow(4, exp[0]) - 3 * Math.pow(2, exp[0]) + 1);
gap[1] = (int)(9 * Math.pow(4, exp[1]) - 9 * Math.pow(2, exp[1]) + 1);
//將大的增量先放入增量數組，這裡實際上是一個歸並排序
//不需要考慮gap[0] == gap[1]的情況，因為不可能出現相等。
if (gap[0] > gap[1])
{
increment[i] = gap[0];
exp[0]--;
}
else
{
increment[i] = gap[1];
exp[1]--;
}
}
}
}
