C++排序系列(一) 插入排序之折半插入排序
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折半插入排序(binary insertion sort)是对插入排序算法的一种改进,由于排序算法过程中,就是不断的依次将元素插入前面已排好序的序列中。由于前半部分为已排好序的数列,这样我们不用按顺序依次寻找插入点,可以采用折半查找的方法来加快寻找插入点的速度。
在将一个新元素插入已排好序的数组的过程中,寻找插入点时,将待插入区域的首元素设置为a[low],末元素设置为a[high],则轮比较时将待插入元素与a[m],其中m=(low+high)/2相比较,如果比参考元素小,则选择a[low]到a[m-1]为新的插入区域(即high=m-1),否则选择a[m+1]到a[high]为新的插入区域(即low=m+1),如此直至low<=high不成立,即将此位置之后所有元素后移一位,并将新元素插入a[high+1]。
折半插入排序算法是一种稳定的排序算法,比直接插入算法明显减少了关键字之间比较的次数,因此速度比直接插入排序算法快,但记录移动的次数没有变,所以折半插入排序算法的时间复杂度仍然为O(n^2),与直接插入排序算法相同。附加空间O(1)。
实现代码:
1 template <typename T> 2 void binary_insert_sort(T v[], const int sz) 3 { 4 for (int i=1; i < sz; ++i) 5 { 6 T tmp = v[i]; 7 int low = 0; 8 int high = i - 1; 9 10 while (low <= high) 11 { 12 int m = (low + high) / 2; //折半 13 if (tmp < v[m]) 14 { 15 high = m - 1; // 插入点在低半区 16 } 17 else 18 { 19 low = m + 1; // 插入点在高半区 20 } 21 } 22 23 for (int j = i-1; j >= high+1; --j) 24 { 25 v[j+1] = v[j]; 26 } 27 v[high+1] = tmp; // 插入 28 } 29 }