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插入排序 Insertion Sort

插入排序简介


插入排序的基本思想是,把 n 个待排序的元素看成一个有序表和一个无序表。

开始时,有序表中只包含一个元素,无序表中则包含 n-1 个元素。

排序过程中每次从无序表中取出第一个元素,将它插入到有序表中适当的位置,使之成为新的有序表。

只要重复 n-1 次,即可完成排序过程。

插入排序实现


下面选取插入排序的一个中间过程对其进行说明。

假设 {20,30,40,10,60,50} 中的前 3 个数已经排列过,是有序的了。接下来对 10 进行排列。

图中将数列分为有序区以及无序区。这里需要做的只是取出无序区中的第一个数,并找到它在有序区所对应的位置。若有必要的话,则对有序区中的相关数据进行移位。

复杂度与稳定性


插入排序时间复杂度

插入排序的时间复杂度是 O(N2)O(N^2)

假设要被排序的数列中有 N 个数,遍历一趟的时间复杂度为 O(N)O(N)

由于算法需要遍历 N-1 次,因此插入排序的时间复杂度为 O(N2)O(N^2)

插入排序稳定性

插入排序是稳定的算法,其满足稳定算法的定义,即假设在数列中存在 a[i] = a[j],若 a[i] 在排序之前处在 a[j] 前面,并在排序之后仍处在 a[j] 前面,则该排序算法是稳定的。

代码实现


输入:arr 为要排序数列,n 为数列的元素个数

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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12
13
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15
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void insertionSort(int* arr, int n) {
  int i, j, k;
  
  for (i = 1; i < n; i++) {
   	// 为 a[i] 在 a[0...i-1] 的有序区中找一个合适的位置
    for (j = i - 1; j >= 0; j--) {
      if (arr[j] < arr[i]) {
        break;
      }
    }
    
    // 若找到一个合适的位置
    if (j != i - 1) {
      // 将比 a[i] 大的数据往后移
      int temp = arr[i];
      
      for (k = i - 1; k > j; k--) {
        arr[k+1] = arr[k];
      }
      
      // 最后将 a[i] 放在该位置上
      arr[k+1] = temp;
    }
  }
}

参考文章


This post is licensed under CC BY 4.0 by the author.

快速排序 Quick Sort

选择排序 Selection Sort