直接插入排序详解

一、排序分类

　　内排序：指在排序期间数据对象全部存放在内存的排序；

　　外排序：指在排序期间全部对象个数太多，不能同时存放在内存，必须根据排序过程的要求，不断在内、外存之间移动的排序。

二、直接插入排序思想（Straight Insert Sort）

 　　将一个记录插入到已排序好的有序表中，从而得到一个新，记录数增1的有序表。即：先将序列的第1个记录看成是一个有序的子序列，然后从第2个记录逐个进行插入，直至整个序列有序为止。

　　要点：设立哨兵，作为临时存储和判断数组边界之用。

　　直接插入排序示例：

 　　如果碰见一个和插入元素相等的，那么插入元素把想插入的元素放在相等元素的后面。所以，相等元素的前后顺序没有改变，从原无序序列出去的顺序就是排好序后的顺序，所以插入排序是稳定的。

void InsertSort(int a[], int n)
{
    for(int i= 1; i<n; i++){
        if(a[i] < a[i-1]){               //若第i个元素大于i-1元素，直接插入。小于的话，移动有序表后插入
            int j= i-1;
            int x = a[i];        //复制为哨兵，即存储待排序元素
            a[i] = a[i-1];           //先后移一个元素
            while(x < a[j]){  //查找在有序表的插入位置
                a[j+1] = a[j];
                j--;         //元素后移
            }
            a[j+1] = x;      //插入到正确位置
        }
        print(a,n,i);           //打印每趟排序的结果
    }

}

三、算法分析：

• 最好情况下,排序前对象已经按照要求的有序。比较次数(KCN):n−1 ; 移动次数(RMN):为0。则对应的时间复杂度为O(n)。
• 最坏情况下,排序前对象为要求的顺序的反序。第i趟时第i个对象必须与前面i个对象都做排序码比较,并且每做1次比较就要做1次数据移动（具体可以从下面给出的代码中看出）。比较次数(KCN):∑n−1i=1i=n(n−1)2≈n22 ; 移动次数(RMN):为∑n−1i=1i=n(n−1)2≈n22。则对应的时间复杂度为O(n2)。
• 如果排序记录是随机的，那么根据概率相同的原则，在平均情况下的排序码比较次数和对象移动次数约为n24，因此，直接插入排序的时间复杂度为O(n2)。

四、算法特点：

• 它是稳定排序，不改变相同元素原来的顺序。
• 它是in-place排序，只需要O(1)的额外内存空间。
• 它是在线排序，可以边接收数据边排序。
• 它跟我们牌扑克牌的方式相似。
• 对小数据集是有效的。