直接插入排序

基本思想

每一趟将一个待排序的记录，按其关键字的大小插入到已经排好序的一组记录的适当位置上，直到所有待排序记录全部插入为止。

排序过程

1.初始化无序区、有序区，待排序数组的第一个元素为有序区，剩余元素为无序区；

2.遍历无序区，将无序区每一个元素插入到有序区的正确位置上；

Java算法实现

/**
 * 排序接口类
 * Created by zhouyh on 2018/5/25.
 */
public abstract class ISort {
    public abstract int[] sort(int[] array);
}

/**
 * 直接插入排序
 * Created by zhouyh on 2018/5/25.
 */
public class DirectInsertSort extends ISort {
    @Override
    public int[] sort(int[] array) {
        int tmp;
        for (int i=1; i<array.length; i++){
            tmp = array[i]; //array[i]的拷贝
            //如果右侧无序区第一个元素array[i] < array[i-1]小于左侧有序区最后一个元素
            //需要将左侧有序区比array[i]大的元素后移
            if (array[i] < array[i-1]){
                int j = i-1;
                while (j>=0 && tmp<array[j]){
                    array[j+1] = array[j];
                    j--;
                }
                array[j+1] = tmp;
            }
        }
        return array;
    }
}

Python代码实现

def dirInsertSort(reList):
    length = len(reList)
    for i in range(1, length):
        for j in range(i):
            if reList[i] < reList[j]:
                reList.insert(j, reList[i])
                reList.pop(i+1)
                break
    return reList

relist = [1, 23, 12, 7, 34, 10, 51]

print(dirInsertSort(relist))

性能分析

时间复杂度，在比较的数组有序的情况下，为O(n)，即此刻比较次数n-1次，移动次数0；在最坏的情况下，即数组逆序的情况下，为O(n^2)，平均时间复杂度为O(n^2)

空间复杂度，直接排序的过程中，仅用到了一个临时变量，空间复杂端为O(1)

稳定性，直接插入排序为稳定排序，即排序前后的元素位置还是保持和排序前的前后顺序一致，例{2①,45,12,2④,3}，排序后{2①,2④,3,12,45}，其中两个2的前后顺序保持一致。

使用场景

在数组包含的元素数量较小情况下，可以选择插入排序，元素数量较大的情况下，不适用，因此时移动元素的次数较多；

在数组基本有序的情况下，适合使用插入排序，此时时间复杂度基本上为O(n)