C++实现插入排序

C++实现插入排序

用到的工具函数

计算数组的长度

template<class T>
int length(T &arr) {
    return sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
}

交换两个变量的值

template<class T>
void swap(T *a, T *b) {
    T tmp = *b;
    *b = *a;
    *a = tmp;
}

插入排序函数

定义插入排序函数

/*
 * *arr:待排序的数组
 * length:数组的长度
 * order:是否按从小到大排序, 默认为true
 */
void insertionSort(int *arr, int length, bool order = true);

实现插入排序函数

void insertionSort(int *arr, int length, bool order) {
    for (int i = 1; i < length; i++) {
        int key = arr[i];
        int j = i - 1;
        while (j >= 0 && arr[j] > key) {
            arr[j + 1] = arr[j];
            j--;
        }
        arr[j + 1] = key;
    }
    //降序排列
    if (!order) {
        for (int i = 0; i < length / 2; i++) {
            swap(&arr[i], &arr[length - i - 1]);
        }
    }
}

测试函数

void testInsertionSort() {
    int a[] = {-1, 23, -5, -3, -6, 66};
    insertionSort(a, length(a));
    for (int i : a) {
        std::cout << i << "  ";
    }
    std::cout << std::endl;
    insertionSort(a, length(a), false);
    for (int i : a) {
        std::cout << i << "  ";
    }
}

测试结果

-6 -5 -3 -1 23 66
66 23 -1 -3 -5 -6

插入排序是一种简单直观的比较式排序算法。它的工作原理是通过构建有序序列,对于未排序数据,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应位置并插入。以下是C++实现插入排序的具体步骤及代码示例: --- ### 插入排序的基本思想: 1. 假设第一个元素已经是排好序的部分。 2. 遍历剩余部分的数据,将其逐一插入到前面已经排好的部分中的合适位置。 3. 每次插入前需要先为其腾出空间。 时间复杂度: - 最佳情况 O(n),当输入数组几乎完全有序时效率较高; - 平均和最差均为O(n²) ,其中n代表待排序列长度。 空间复杂度:O(1),因为只需要常数级别的额外存储单元即可完成整个操作流程。 --- ### C++ 实现 ```cpp #include <iostream> using namespace std; // 定义 insertSort 函数用于执行插入排序 void insertSort(int array[], int length) { for (int i = 1; i < length; ++i) { // 从第二个元素开始遍历 int key = array[i]; // 当前考虑的新项记作key int j; /* 将大于key的所有元素向右移动 */ for(j = i - 1; j >=0 && array[j] > key ; --j ){ array [j +1 ]=array[ j ]; } array[ j +1]=key ; } } // 打印结果辅助函数 void displayArray(int arr[], int len){ for(int k=0;k<len;++k){ cout<<arr[k]<<" "; }cout<<"\n"; } int main(){ int sampleData[]={5 ,4 ,7 ,8 ,6 }; cout<<"Before Sorting:\n";displayArray(sampleData,sizeof(sampleData)/sizeof(*sampleData)); insertSort(sampleData,( sizeof(sampleData))/(sizeof (*sampleData))); cout<<"After Sorting:\n";displayArray(sampleData,(sizeof(sampleData))/(sizeof (*sampleData))); return 0;} ``` 以上程序首先展示了如何编写一个基本版本的 `insertSort()` 来处理简单的数字整型数组,并利用辅助打印函数验证排序效果。 --- **注意点**: 虽然此方法易于理解且适合小规模或接近预排序的数据集,但在大规模随机分布数据集中性能较差,此时建议选择更高效的快速排序或其他高级排序技术代替之。
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