第十五周项目四 验证算法——直接插入排序

问题及代码：

/*       
*烟台大学计算机与控制工程学院        
*作    者：孙丽玮       
*完成日期：2016年12月9日    
*问题描述：用序列{57,40,38,11,13,34,48,75,6,19,9,7}作为测试数据，运行并本周视频中所讲过的算法对应程序，观察运行结果并深刻领会算法的思路和实现方法。
          （1）直接插入排序；（2）希尔排序；（3）冒泡排序；（4）快速排序；（5）直接选择排序；（6）堆排序；（7）归并排序；（8）基数排序。 
*/   

1、直接插入排序

#include <stdio.h>
#define MaxSize 20
typedef int KeyType;    //定义关键字类型
typedef char InfoType[10];
typedef struct          //记录类型
{
    KeyType key;        //关键字项
    InfoType data;      //其他数据项,类型为InfoType
} RecType;              //排序的记录类型定义

void InsertSort(RecType R[],int n) //对R[0..n-1]按递增有序进行直接插入排序
{
    int i,j;
    RecType tmp;
    for (i=1; i<n; i++)
    {
        tmp=R[i];
        j=i-1;            //从右向左在有序区R[0..i-1]中找R[i]的插入位置
        while (j>=0 && tmp.key<R[j].key)
        {
            R[j+1]=R[j]; //将关键字大于R[i].key的记录后移
            j--;
        }
        R[j+1]=tmp;      //在j+1处插入R[i]
    }
}

int main()
{
    int i,n=12;
    RecType R[MaxSize];
    KeyType a[]={57,40,38,11,13,34,48,75,6,19,9,7};
    for (i=0; i<n; i++)
        R[i].key=a[i];
    printf("排序前:");
    for (i=0; i<n; i++)
        printf("%d ",R[i].key);
    printf("\n");
    InsertSort(R,n);
    printf("排序后:");
    for (i=0; i<n; i++)
        printf("%d ",R[i].key);
    printf("\n");
    return 0;
}

运行结果：

2、显示直接插入排序过程

#include <stdio.h>
#define MaxSize 20
typedef int KeyType;    //定义关键字类型
typedef char InfoType[10];
typedef struct          //记录类型
{
    KeyType key;        //关键字项
    InfoType data;      //其他数据项,类型为InfoType
} RecType;              //排序的记录类型定义

void InsertSort(RecType R[],int n) //对R[0..n-1]按递增有序进行直接插入排序
{
    int i,j,k;
    RecType tmp;
    for (i=1; i<n; i++)
    {
        tmp=R[i];
        j=i-1;            //从右向左在有序区R[0..i-1]中找R[i]的插入位置
        while (j>=0 && tmp.key<R[j].key)
        {
            R[j+1]=R[j]; //将关键字大于R[i].key的记录后移
            j--;
        }
        R[j+1]=tmp;      //在j+1处插入R[i]
        printf("i=%d: ",i);
        for (k=0; k<n; k++)
            printf("%d ",R[k].key);
        printf("\n");
    }
}

int main()
{
    int i,n=12;
    RecType R[MaxSize];
    KeyType a[]={57,40,38,11,13,34,48,75,6,19,9,7};
    for (i=0; i<n; i++)
        R[i].key=a[i];
    printf("排序前:");
    for (i=0; i<n; i++)
        printf("%d ",R[i].key);
    printf("\n");
    InsertSort(R,n);
    printf("排序后:");
    for (i=0; i<n; i++)
        printf("%d ",R[i].key);
    printf("\n");
    return 0;
}

运行结果：

3、折半插入排序

#include <stdio.h>
#define MaxSize 20
typedef int KeyType;    //定义关键字类型
typedef char InfoType[10];
typedef struct          //记录类型
{
    KeyType key;        //关键字项
    InfoType data;      //其他数据项,类型为InfoType
} RecType;              //排序的记录类型定义

void InsertSort1(RecType R[],int n) //对R[0..n-1]按递增有序进行直接插入排序
{
    int i,j,low,high,mid;
    RecType tmp;
    for (i=1; i<n; i++)
    {
        tmp=R[i];
        low=0;
        high=i-1;
        while (low<=high)
        {
            mid=(low+high)/2;
            if (tmp.key<R[mid].key)
                high=mid-1;
            else
                low=mid+1;
        }
        for (j=i-1; j>=high+1; j--)
            R[j+1]=R[j];
        R[high+1]=tmp;
    }
}

int main()
{
    int i,n=12;
    RecType R[MaxSize];
    KeyType a[]={57,40,38,11,13,34,48,75,6,19,9,7};
    for (i=0; i<n; i++)
        R[i].key=a[i];
    printf("排序前:");
    for (i=0; i<n; i++)
        printf("%d ",R[i].key);
    printf("\n");
    InsertSort1(R,n);
    printf("排序后:");
    for (i=0; i<n; i++)
        printf("%d ",R[i].key);
    printf("\n");
    return 0;
}

运行结果：

总结：

直接插入排序：每次从无序表中取出第一个元素，把它插入到有序表的合适位置，使有序表仍然有序。

折半插入排序：在直接插入排序的基础上，不用按顺序一次寻找插入的，可以采用折半查找的方法来加快寻找插入点的速度。