【排序算法】插入排序_C语言实现_Python实现

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直接插入排序

下面我们介绍直接插入排序算法的原理及其代码实现，

1.1 直接插入排序的算法思想：

思想：就是从前往后依次遍历整个数组，每次将待排序的元素的按照其大小插入到前面已经排好的序列中，直到遍历整个数组完毕。

1.2 实例介绍

下面将某个实例和图片来介绍插入排序的思想和代码；

假设数组 $$arr=[5,2,4,6,1,3]$$

下方介绍的图片显示颜色为黄就是已经排好的序列，显示为蓝色就是还未排好的序列

①第0轮，从5开始，因为5的左边没有序列了，所以5就是已经排好；

$$图1初始状态$$

②第一轮，从2开始，因为左边的数5大于2，所以2与5交换位置；

$$图2第一轮排序后的数组$$

③第二轮，元素值为4，4与左边已排好的序列比较，应插入到2与5之间，于是序列为顺序为2 4 5 6 1 3；

$$图3第二轮排序后的数组$$
④同理，第三轮排序后的元素顺序为 2 4 5 6 1 3；
⑤第四轮排序后的元素顺序为 1 2 4 5 6 3；
⑥第五轮排序后的元素顺序为 1 2 3 4 5 6。

1.3 效率、稳定性和适用性

时间效率：
最好情况：
最坏情况：
空间效率：
稳定性：

1.4 代码实现

1.4.1 C语言代码

为真正改变数组在内存地址中的元素顺序，本文使用指针。（此句可看可不看

// https://blog.youkuaiyun.com/t4ngw
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
	void insertion_sort(int arr[],int len);
	int arr[6]={5,2,4,6,1,3}; // 待排序数组 
	int len,k; 
	len=sizeof(arr)/sizeof(int);
	insertion_sort(arr,len); // 进行直接插入排序
	printf("插入排序最终的元素顺序：");
	for(k=0;k<len;k++) // 依次输出排序后的数组元素 
	{
		printf("%d ",arr[k]);
	}
	return 0;
} 

// 直接插入排序 
void insertion_sort(int arr[],int len)
{
	int i,j,k,key;
	int *p=arr; 
	for(i=1;i<len;i++) // 遍历数组 
	{
		key=*(p+i);
		j=i-1;
		while(j>=0&&*(p+j)>key) // 待排序元素与前面已排好序元素比较 
		{
			*(p+j+1)=*(p+j);
			j=j-1;
		}
		*(p+j+1)=key;
	
	// 测试每轮的排序情况 
	printf("第%d轮",i);
	for(k=0;k<len;k++) // 依次输出每一轮排序后的数组元素 
	{
		printf("%d ",arr[k]);
	}
	printf("\n");
	}

}

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$$图4代码运行结果$$

1.4.2 Python代码

def insertionsort(A):
    for j in range(1,len(A)):
        key = A[j]
        i = j - 1
        while i >= 0 and A[i] > key:
            A[i+1] = A[i]
            i = i - 1
            A[i+1] = key
    return A            
A = []   
n = int(input("请输入你需要排序的数组的长度:"))  
for i in range(0,n):
    B = int(input("请依次输入你需要排序的数组元素:"))
    A.append(B)
print(insertionsort(A))

结果

输入要排序的数组及其长度
[5, 2, 4, 6, 1, 3]

请输入你需要排序的数组的长度:6

请依次输入你需要排序的数组元素:5

请依次输入你需要排序的数组元素:2

请依次输入你需要排序的数组元素:4

请依次输入你需要排序的数组元素:6

请依次输入你需要排序的数组元素:1

请依次输入你需要排序的数组元素:3
[1, 2, 3, 4, 5, 6] 

1.5 参考文献

[1]王道论坛. 2022年数据结构考研复习指导[M]. 北京:电子工业出版社, 2021.
[2]Thomas H.Cormen / Charles E.Leiserson / Ronald L.Rivest / Clifford Stein. 算法导论[M]. 原书第3版. 机械工业出版社, 2013.

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写在最后面的话，此博客为个人通过书本和互联网作为学习资源自己整理而成的笔记，仅作为知识记录及后期复习所用，如有错误，还望评论指教 ——t4ngw.