直接插入排序算法

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:
    在这里插入图片描述

思路分析—非递减

  1. 从序列第一个元素开始,默认该元素已排序
  2. 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
  3. 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
  4. 重复2、3步骤,完成序列排序

代码实现(c语言)

//直接插入排序算法---非递减
void Direct_Insert_Sort(DataType arr[], int len)
{
	//未排序序列
	for (int i = 1; i < len; i++)
	{
		DataType temp = arr[i];

		//已排序序列
		int j;
		//若为递减排序,则修改为temp > arr[j]
		for (j = i - 1; j >= 0 && temp < arr[j]; j--)
		{
			arr[j + 1] = arr[j];	//较大元素后移
		}

		arr[j + 1] = temp;	//temp插入正确位置
	}
}

性能分析

在这里插入图片描述

  • 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;

//直接插入排序算法---非递减
void Direct_Insert_Sort(DataType arr[], int len)
{
	//未排序序列
	for (int i = 1; i < len; i++)
	{
		DataType temp = arr[i];

		//已排序序列
		int j;
		for (j = i - 1; j >= 0 && temp < arr[j]; j--)
		{
			arr[j + 1] = arr[j];	//较大元素后移
		}

		arr[j + 1] = temp;	//temp插入正确位置
	}
}

int main()
{
	//序列
	DataType arr[] = {9,5,6,7,2,1};
	
	//序列长度
	int len = sizeof(arr) / sizeof(DataType);

	//直接插入排序算法
	Direct_Insert_Sort(arr, len);

	//输出经过排序后的序列
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		printf("%d\t", arr[i]);
	}

	return 0;
}

资料参考

  1. 《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
  2. 排序算法系列之直接插入排序
posted @ 2021-04-04 16:27  跌落星球  阅读(36)  评论(0编辑  收藏  举报