基本思想
- 将序列分成两部分,左边按关键字有序排列,右边无序排列
- 初始,默认第一个元素有序,其余元素无序。如此,序列便分为左右两部分,左边有序,右边无序。
- 然后,将右边的元素插入到左边合适位置,使得左边序列仍然有序。
- 最后,当右边序列长度为0时,整个序列就从无序变为有序了。
例如:序列[9,5,6,4,2,1],按升序排序,其直接插入过程如下:
思路分析—非递减
- 从序列第一个元素开始,默认该元素已排序
- 取出待插入元素,在已排序序列中从后往前扫描,如果扫描元素大于待插入元素,则将扫描元素后移
- 重复2步骤,直至找到扫描元素小于或等于插入元素,将插入元素放在该位置
- 重复2、3步骤,完成序列排序
代码实现(c语言)
void Direct_Insert_Sort(DataType arr[], int len)
{
for (int i = 1; i < len; i++)
{
DataType temp = arr[i];
int j;
for (j = i - 1; j >= 0 && temp < arr[j]; j--)
{
arr[j + 1] = arr[j];
}
arr[j + 1] = temp;
}
}
性能分析
- 空间复杂度:整个过程中,只用了一个辅助空间temp,所以,空间复杂度为O(1)
- 时间复杂度:
- 最好情况:序列本身有序,每趟只需比较1次,移动0次。整个过程,共比较n-1次,0次移动。时间复杂度为O(n)
- 最坏情况:序列本身反序,对于 i 趟,需要比较 i-1次,移动 i+1次,共有n-1趟,时间复杂度O(n^2)
- 一般情况:整个序列一般有序,一般无序,对于 i 趟,需要比较 i/2次,移动 i/2 次,时间复杂度O(n^2)
代码测试(c语言)
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef int DataType;
void Direct_Insert_Sort(DataType arr[], int len)
{
for (int i = 1; i < len; i++)
{
DataType temp = arr[i];
int j;
for (j = i - 1; j >= 0 && temp < arr[j]; j--)
{
arr[j + 1] = arr[j];
}
arr[j + 1] = temp;
}
}
int main()
{
DataType arr[] = {9,5,6,7,2,1};
int len = sizeof(arr) / sizeof(DataType);
Direct_Insert_Sort(arr, len);
for (int i = 0; i < len; i++)
{
printf("%d\t", arr[i]);
}
return 0;
}
资料参考
- 《数据结构与算法》北京大学出版社 2018年版 林劼 刘震 陈端兵 戴波 著
- 排序算法系列之直接插入排序