【模板】插入排序

本文详细介绍了插入排序的基本思想,包括其平均、最好和最坏情况的时间复杂度,以及稳定性特性。通过具体的C++代码示例,展示了如何实现插入排序算法。

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插入排序基本思想

将第0个元素看作是一个有序序列,然后依次从第1个元素开始逐个插入到这个有序序列当中,执行n-1次就是有序序列了。

平均时间复杂度

o(n^2)

最好时间复杂度

 o(n) (当原数组序列正好已经有序了,只需要比较n-1次就可以了)

最坏时间复杂度

o(n^2) (当原数组序列是逆序的,需要比较n(n-1)/2次)

特性

具有稳定性(相同元素的相对位置不会改变)

参考链接

//插入排序 
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<cstdlib>
#include<cmath>
using namespace std;
void insertSort(int a[],int n)
{
	for(int i=1;i<n;i++)//第0个是有序的,从第1个开始插入 
	{
		int tmp = a[i];	//记录 
		for(int j= i-1;j>=0;j--)//倒着从第i-1个开始判断 
		{
			if(tmp < a[j]){
				a[j+1]=a[j];//比tmp大的都向后移动 
				if(j==0){
					a[j]=tmp;//注意:如果全部都比tmp大,到了数组头部就要直接插入了 
					break;
				}
			} 
			else {
				a[j+1] = tmp;//找到了比插入值大的元素就插入
				break; 
			} 
		}
	}
} 
void insertSort2(int a[],int n){
	for(int i=1;i<n;i++){
		int j;
		int elem = a[i];
		for(j=i-1;j>=0&&elem<a[j];j--){//换成大于就是从大到小排列了
		//从第i-1个开始判断,只要没到数组头部且比插入值小,就向后移动 
			a[j+1]=a[j];
		}
		a[j+1]=elem;//只要到了数组头部,或者找到了比插入值大的元素,就插入 
	}
}
int main(void)
{
	int n = 10;
	int arr[10] = {0};
	for(int i=0;i<n;i++)
	{
		arr[i]=rand()%100;
	}
	for(int i=0;i<n;i++)
	{
		cout<<arr[i]<<" ";
	}
	cout<<endl; 
	insertSort2(arr,10);
	for(int i=0;i<n;i++)
	{
		cout<<arr[i]<<" ";
	}
	return 0;
}

 

### 插入排序算法的实现 #### C语言版本 在C语言中,`insertionSort`函数负责执行插入排序的主要逻辑。该方法通过逐步构建有序序列,在每次迭代过程中将下一个未排序元素放置于已排序部分的适当位置。 ```c void insertionSort(int arr[], int n) { int i, key, j; for (i = 1; i < n; i++) { key = arr[i]; j = i - 1; /* 将key移动到合适的位置 */ while (j >= 0 && arr[j] > key) { arr[j + 1] = arr[j]; j = j - 1; } arr[j + 1] = key; } } ``` 此代码片段展示了如何利用双重循环完成排序操作:外层循环遍历整个数组;内层循环则用于找到当前元素应在已排序部分的具体位置并相应调整^[1]^。 #### Python版本 对于Python而言,可以更加简洁地表达相同的思路: ```python def insertion_sort(arr): for i in range(1, len(arr)): current_value = arr[i] position = i # 向前移位较大的元素 while position > 0 and arr[position - 1] > current_value: arr[position] = arr[position - 1] position -= 1 # 插入目标值至正确位置 arr[position] = current_value ``` 这段程序同样遵循了先建立初始有序区间再逐个处理剩余项的原则,并且保持了良好的可读性和效率特性^[3]^。 #### Java版本 以下是基于Java编写的插入排序实例: ```java public class InsertionSortExample { public static void insertionSort(int[] array){ int n = array.length; for (int i = 1; i < n; ++i) { int key = array[i]; int j = i - 1; // 移动比键更大的元素一位 while (j >= 0 && array[j] > key) { array[j + 1] = array[j]; j = j - 1; } array[j + 1] = key; } } // 测试代码... } ``` 这里定义了一个静态方法`insertionSort()`来进行升序排列工作,其内部机制与其他两种编程语言中的描述相吻合^[2]^。
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