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我们学过冒泡排序,堆排序等等。(回顾一下:排升序,建大堆;排降序,建小堆。)
排序:所谓排序,就是使⼀串记录,按照其中的某个或某些关键字的⼤⼩,递增或递减的排列起来的
操作。
在生活中也会遇到很多排序:购物筛选排序(按照价格、综合、销量、距离等排序)、百度热搜(根据热搜程度)、院校排名等等。
插入排序
1. 直接插入排序(O(n^2))
基本思想:将(待排序的记录)按照(关键码值的大小)逐个插入到(已经排好序的有序队列)中。直到所有的记录插入完为止,得到一个新的有序序列。
先将arr[end]指向:(有序队列的最后一个数据),然后将(需要和有序数据进行比较的数据:即arr[end+1])暂时存储在tmp中,接下来将arr[end]和tmp里的数据进行比较。
注意在一次循环中,tmp的值是不变的(除非end++,才会使tmp的值改变(tmp=arr[end]))
举例1:
【假设想要排升序】
- 现在arr[end]的值大于tmp,应该排在后面,所以现在将end的值放在end+1的位置,这个时候会发现end+1位置的值被覆盖了,所以我们需要提前将它的值存储在tmp中(这就是将值存储在tmp中的原因)。接下来需要将tmp的值放在end的位置(这个是arr[end]的前面没有其他值的情况,我们可以直接将tmp的值赋给arr[end])
在交换值之后,将end++,tmp的值为arr[end+1] (它不用修改,因为end已经修改了)
-
如果arr[end]<tmp,并不需要交换呢?(比如5和9)那就直接end++,紧接着tmp的值也变啦。
-
紧接着又是将9和6交换,按照之前的方法(将arr[end]的值赋给arr[end+1],然后将tmp的值赋给arr[end]
-
为什么我们还需要将交换之后的arr[end]的值和这个序列前面的值比较呢?------防止它比前面已经排好序的值小
接下来按照前面的方法,再将9和2进行比较
举例2:
直插排序的"代码"
我们需要一个循环来控制end++,往后走;
还需要一个循环来控制:当把arr[end]赋值给arr[end+1]之后,需要将end- -,将前面的数值和tmp继续比较。
在这里插入代码片`void InsertSort(int* arr, int n)
{
for (int i = 0; i < n - 1; i++) //为什么是i<n-1?
{
int end = i;
int tmp = arr[end + 1];
while (end >= 0)
{
if (arr[end] > tmp)
{
arr[end + 1] = arr[end];
end--;
}
else{
break;
}
}
arr[end + 1] = tmp;
}
}`
- 为什么是
i<n-1
呢?
因为tmp存储的是arr[end+1],我们要确保它是最后一个不会越界,即end+1<n
,又因为end=i
,所以i+1<n
,所以i<n-1
。
直插排序的“时间复杂度”
直接插入排序的时间复杂度是O(n^2)
不过O(n^2)是最差的情况。
最差:想将降序----->升序 O(n^2)
最好:升序------->升序 O(n)
2. 希尔排序(O(n^1.3))
希尔排序就是对直接插入排序的一种优化。想要改善降序---->升序的时间复杂度。
希尔排序分为两步:1.预排序 2.直接插入排序
我们可以将很长的一段数组序列变为n段较短的序列,然后对每段“单独”进行直接插入排序(这个叫做预排序)。预排结束之后,小的数据大部分都在前半部分了(只是不按顺序),接着我们再对整体的数组(已经趋于有序的数组)序列进行一次直插排序,这样不仅完成了排序,还优化了时间复杂度。