java算法笔记之插入排序——2021/03/27

排序算法

三、插入排序

1、概念

1）、基本介绍

插入排序属于内部排序法，是对于要排序的元素以插入的方式找寻该元素的适当位置，以达到排序的目的

2）、基本思想：

插入排序（Insertion Sorting）的基本思想是：
把n个待排序的元素看成一个有序表和一个无序表，开始时有序表只包含一个元素，无序表中包含n-1个元素，排序过程中每次从无序表冲取出第一个元素，把它的排序码依次与有序表元素的排序码进行比较，将它插入到有序表中的适当位置，使之成为新的有序表

2、插入排序算法的思路图解

3、插入排序代码实现

1. 逐轮演示

import java.util.Arrays;

public class InsertSort {
	public static void main(String[] args) {
		int[] arr = {101,34,119,1};
		insertSort(arr);
	}
	
	public static void insertSort(int[] arr) {
		
		//逐步推导
		
		//第一轮：{101,34,119,1}; ==> {34,101,119,1};
		
		//定义待插入的数
		int insertVal = arr[1];
		int insertIndex = 1 - 1;
		
		//给insertVal找到插入的位置
		//说明
		//1.insertIndedx >= 0 保证在给insertVal找插入位置时不越界
		//2.insertVal < arr[insertIndex]表示待插入的数还没有找到插入的位置
		//3.就需要将arr[insertIndex]后移
		while(insertIndex >= 0 && insertVal < arr[insertIndex]) {
			arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex];
			insertIndex--;
		}
		
		//当退出while循环时，说明插入的位置找到，insertIndedx + 1
		arr[insertIndex + 1] = insertVal;
		
		System.out.println("第一轮插入：");
		System.out.println(Arrays.toString(arr));
		
		//第二轮：{101,34,119,1}; ==> {34,101,119,1};
		
		//定义待插入的数
		insertVal = arr[2];
		insertIndex = 2 - 1;
				
		//给insertVal找到插入的位置
		//说明
		//1.insertIndedx >= 0 保证在给insertVal找插入位置时不越界
		//2.insertVal < arr[insertIndex]表示待插入的数还没有找到插入的位置
		//3.就需要将arr[insertIndex]后移
		while(insertIndex >= 0 && insertVal < arr[insertIndex]) {
				arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex];
				insertIndex--;
		}
				
		//当退出while循环时，说明插入的位置找到，insertIndedx + 1
		arr[insertIndex + 1] = insertVal;
				
		System.out.println("第二轮插入：");
		System.out.println(Arrays.toString(arr));
		
		
		//第三轮：{101,34,119,1}; ==> {1,34,101,119};
		
		//定义待插入的数
		insertVal = arr[3];
		insertIndex = 3 - 1;
				
		//给insertVal找到插入的位置
		//说明
		//1.insertIndedx >= 0 保证在给insertVal找插入位置时不越界
		//2.insertVal < arr[insertIndex]表示待插入的数还没有找到插入的位置
		//3.就需要将arr[insertIndex]后移
		while(insertIndex >= 0 && insertVal < arr[insertIndex]) {
				arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex];
				insertIndex--;
		}
				
		//当退出while循环时，说明插入的位置找到，insertIndedx + 1
		arr[insertIndex + 1] = insertVal;
				
		System.out.println("第三轮插入：");
		System.out.println(Arrays.toString(arr));
	}
}

import java.util.Arrays;

public class InsertSort {
	public static void main(String[] args) {
		int[] arr = {101,34,119,1};
		insertSort(arr);
	}
	
	public static void insertSort(int[] arr) {
		
		//定义待插入的数
		int insertVal = arr[i];
		int insertIndex = i - 1;
		
		for(int i = 1; i < arr.length; i++) {
			//给insertVal找到插入的位置
			//说明
			//1.insertIndedx >= 0 保证在给insertVal找插入位置时不越界
			//2.insertVal < arr[insertIndex]表示待插入的数还没有找到插入的位置
			//3.就需要将arr[insertIndex]后移
			while(insertIndex >= 0 && insertVal < arr[insertIndex]) {
				arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex];
				insertIndex--;
			}
			
			//当退出while循环时，说明插入的位置找到，insertIndedx + 1
			arr[insertIndex + 1] = insertVal;
			
			System.out.println("第"+ i +"轮插入：");
			System.out.println(Arrays.toString(arr));
			
		}
	}
}

4、插入排序算法速度测试

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Arrays;
import java.util.Date;

public class InsertSort {
	public static void main(String[] args) {
		
		int[] arr = new int[80000];
		for(int i = 0; i < 80000; i ++) {
			arr[i] = (int)(Math.random() * 8000000);
		}

		Date date1 = new Date();
		SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
		String date1Str = simpleDateFormat.format(date1);
		System.out.println("排序前的时间是：" + date1Str);
		
		insertSort(arr);
		
		Date date2 = new Date();
		String date2Str = simpleDateFormat.format(date2);
		System.out.println("排序后的时间是：" + date2Str);
	}
	
	public static void insertSort(int[] arr) {

		for(int i = 1; i < arr.length; i++) {
			//定义待插入的数
			int insertVal = arr[i];
			int insertIndex = i - 1;
			
			//给insertVal找到插入的位置
			//说明
			//1.insertIndedx >= 0 保证在给insertVal找插入位置时不越界
			//2.insertVal < arr[insertIndex]表示待插入的数还没有找到插入的位置
			//3.就需要将arr[insertIndex]后移
			while(insertIndex >= 0 && insertVal < arr[insertIndex]) {
				arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex];
				insertIndex--;
			}
			
			//当退出while循环时，说明插入的位置找到，insertIndedx + 1
			
			//优化一下
			if(insertIndex + 1 != i) {
				arr[insertIndex + 1] = insertVal;
			}
		}
	}
}