数据结构《插入排序》

本文介绍了三种插入排序算法:直接插入排序、折半插入排序和希尔排序,并提供了C++实现。通过示例代码展示了如何在顺序表中应用这些排序方法,对排序效率进行了优化。希尔排序是一种改进的插入排序,通过增量序列逐步减少,提高了排序速度。

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关于几种插入排序:直接插入排序,折半插入排序,希尔排序,解释在代码中给出

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define MAXSIZE 20
typedef int KeyType;
int num[12]={0,3,5,10,16,7,32,89,23,54,29,96};
int D[3]={5,3,1};
typedef struct {//记录每个数据元素的结构 
	KeyType key;//关键字 
	//Other 其他关键字 
}RedType;//Record Type 

typedef struct{
	RedType r[MAXSIZE+1];//r[0]一般做哨兵或者缓冲区
	int length;//顺序表的长度	
}SqList;
void SqListInsert(SqList &L){
	L.length=0;
	for(int i=1;i<12;i++) {
		L.length++;
		L.r[L.length].key=num[i];
	}
}
//直接插入排序法
void InsertSort(SqList &L){
	int i,j;
	for(i=2;i<=L.length;i++){
		if(L.r[i].key<L.r[i-1].key){//按照key排序,应该整体移动 
			L.r[0]=L.r[i];
			for(j=i-1;L.r[0].key<L.r[j].key;j--){
				L.r[j+1]=L.r[j];//整体移动 
				//L.r[j+1].key=L.r[j].key;不对 ,如果只有一个key可以 
			}
			L.r[j+1]=L.r[0];
		}
	}
} 
//折半插入排序
void BInsertSort(SqList &L){
	for(int i=2;i<=L.length;i++){
		L.r[0]=L.r[i];
		int l=1,r=i-1,mid;
		while(l<=r){
			mid=l+r>>1;
			if(L.r[0].key<L.r[mid].key) r=mid-1;
			else l=mid+1;
		}//此时r+1就是我插入该元素的位置 
		for(int j=i-1;j>=r+1;j--) L.r[j+1]=L.r[j];
		L.r[r+1]=L.r[0];
	}
} 
//希尔排序
void ShellInsert(SqList &L,int d){//个人理解希尔排序就是间隔变大的直接插入排序,然后间隔慢慢缩小 
	int i,j;
	for(i=d+1;i<=L.length;i++){
		if(L.r[i].key<L.r[i-d].key){
			L.r[0]=L.r[i];
			for(j=i-d;j>0&&(L.r[0].key<L.r[j].key);j=j-d){
				L.r[j+d]=L.r[j];
			}
			L.r[j+d]=L.r[0];
		}
	}
} 
void ShellSort(SqList &L,int dlta[],int t){
	//按增量dlta中的元素进行希尔排序 
	/*
	希尔排序增量应该满足:
		增量序列必须递减
		必须互质
		并且最后一个元素为1的性质 
	*/
	for(int i=0;i<t;i++) ShellInsert(L,dlta[i]);//一趟增量为dlta[i]的插入排序 
} 
int main(){
	

	SqList L;SqListInsert(L); 
	puts("排序前的元素:");
	for(int i=1;i<=L.length;i++) cout<<L.r[i].key<<" ";
	cout<<endl; 
	puts("-----------------插入排序Begin()---------------------");
	SqListInsert(L); 
	InsertSort(L);
	for(int i=1;i<=L.length;i++) cout<<L.r[i].key<<" ";
	cout<<endl;
	puts("-----------------插入排序End()-----------------------");
	cout<<endl;
	puts("-----------------折半排序Begin()---------------------");
	SqListInsert(L); 
	BInsertSort(L);
	for(int i=1;i<=L.length;i++) cout<<L.r[i].key<<" ";
	cout<<endl;
	puts("-----------------折半排序End()-----------------------");
	cout<<endl;
	puts("-----------------希尔排序Begin()---------------------");
	SqListInsert(L); 
	ShellSort(L,D,3);
	for(int i=1;i<=L.length;i++) cout<<L.r[i].key<<" ";
	cout<<endl;
	puts("-----------------希尔排序End()-----------------------");
	
	return 0;
} 
插入排序算法数据结构中的一种排序算法,它将待排序的元素分为已排序和未排序两部分,每次从未排序部分取出一个元素,将其插入到已排序部分的合适位置。插入排序算法有多种实现方式,其中最常见的有直接插入排序、折半插入排序和希尔排序。 直接插入排序算法的基本思想是将待排序元素逐个插入到已经排序好的序列中,从而得到一个新的有序序列。具体实现过程如下: 1. 将第一个元素视为已排序序列,剩余的元素视为未排序序列。 2. 从未排序序列中取出一个元素,将其与已排序序列中的元素从后往前依次比较,找到合适的位置插入。 3. 重复步骤2,直到未排序序列中的所有元素都插入到已排序序列中。 折半插入排序算法是对直接插入排序算法的改进,通过使用二分查找的方式确定插入位置,减少了比较次数。具体实现过程如下: 1. 将第一个元素视为已排序序列,剩余的元素视为未排序序列。 2. 从未排序序列中取出一个元素,使用二分查找的方法找到合适的插入位置。 3. 将元素插入到找到的位置,并将位置后的元素依次后移。 4. 重复步骤2和3,直到未排序序列中的所有元素都插入到已排序序列中。 希尔排序算法是对插入排序算法的另一种改进,通过对待排序序列进行分组,先进行局部排序,然后逐渐减少分组的长度,最终进行一次完整的插入排序。具体实现过程如下: 1. 选择一个增量序列,按照增量序列对待排序序列进行分组。 2. 对每个分组进行插入排序。 3. 不断缩小增量,重复步骤2,直到增量为1。 4. 进行一次完整的插入排序。 这些是插入排序算法的基本思想和实现方法,它们都可以对一组数据进行排序。具体选择哪种算法取决于实际的需求和数据规模。
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