如何实现希尔排序算法并编写相应的代码来计算每趟排序的时间和所需趟数？

希尔排序是一种基于插入排序的算法，它通过比较相隔一定间隔的元素来工作，从而使得整个数组变得部分有序。随着算法的进行，这个间隔逐渐减小，直到最后为1，此时整个数组基本有序，然后进行一次标准的插入排序。

实现希尔排序算法的步骤如下：
1. 选择一个初始间隔序列（通常选择n/2, n为数组长度），然后逐步缩小间隔，直到间隔为1。
2. 对于每个间隔，将数组分为若干子序列，分别对每个子序列进行插入排序。
3. 重复上述过程，直到间隔为1。

下面是使用Python编写的希尔排序算法代码，并计算每趟排序的时间和所需趟数：

import time

def shell_sort(arr):
    n = len(arr)
    gap = n // 2
    total_passes = 0
    
    while gap > 0:
        start_time = time.time()
        for i in range(gap, n):
            temp = arr[i]
            j = i
            while j >= gap and arr[j - gap] > temp:
                arr[j] = arr[j - gap]
                j -= gap
            arr[j] = temp
        end_time = time.time()
        print(f"第{total_passes + 1}趟排序用时: {end_time - start_time:.6f}秒")
        total_passes += 1
        gap //= 2
    
    return arr, total_passes

# 示例数组
arr = [12, 34, 54, 2, 3]
sorted_arr, passes = shell_sort(arr)
print("排序后的数组:", sorted_arr)
print("总共进行了", passes, "趟排序")

这段代码首先定义了一个`shell_sort`函数，该函数接受一个数组作为输入，并返回排序后的数组以及总的排序趟数。在每一趟排序中，我们记录开始和结束时间来计算该趟排序所需的时间，并打印出来。最后，我们输出排序后的数组和总的排序趟数。