插入排序（Java，C，Python）

插入排序

一、概念及其介绍

插入排序(InsertionSort)，一般也被称为直接插入排序。

对于少量元素的排序，它是一个有效的算法。插入排序是一种最简单的排序方法，它的基本思想是将一个记录插入到已经排好序的有序表中，从而一个新的、记录数增 1 的有序表

。在其实现过程使用双层循环，外层循环对除了第一个元素之外的所有元素，内层循环对当前元素前面有序表进行待插入位置查找，并进行移动。

二、适用说明

插入排序的平均时间复杂度也是 O(n^2)，空间复杂度为常数阶 O(1)，具体时间复杂度和数组的有序性也是有关联的。

插入排序中，当待排序数组是有序时，是最优的情况，只需当前数跟前一个数比较一下就可以了，这时一共需要比较 N-1 次，时间复杂度为 O(N)。最坏的情况是待排序数组是逆序的，此时需要比较次数最多，最坏的情况是 O(n^2)。
Java：

package runoob;

/**
 * 插入排序
 */
public class InsertionSort {
    //核心代码---开始
    public static void sort(Comparable[] arr){

        int n = arr.length;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            // 寻找元素 arr[i] 合适的插入位置
           for( int j = i ; j > 0 ; j -- )
                if( arr[j].compareTo( arr[j-1] ) < 0 )
                    swap( arr, j , j-1 );
                else
                    break;
        }
    }
    //核心代码---结束
    private static void swap(Object[] arr, int i, int j) {
        Object t = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = t;
    }

    public static void main(String[] args) {

        int N = 20000;
        Integer[] arr = SortTestHelper.generateRandomArray(N, 0, 100000);
        InsertionSort.sort(arr);
        for( int i = 0 ; i < arr.length ; i ++ ){
            System.out.print(arr[i]);
            System.out.print(' ');
        }
    }

}

引入：Compareto方法
C：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#define len 5
void insertSort(int a[])
{
	int i,j,temp;
	for(i=1;i<len;i++)
	{
		temp = a[i];
		//当前数小于前一位数时
		if(a[i] < a[i-1])
		{
			//将子序列重新排列为有序序列
			for(j=i-1;temp<a[j];j--)
			{
				a[j+1] = a[j];
			}
			a[j+1] = temp;
		}
	}
}
int main()
{
	int a[] = {45,32,56,71,12};
	int i;
	printf("未排序前：\n"); 
	for(i=0;i<len;i++)
	{
		printf("%d  ", a[i]);
	}
	printf("\n经过直接插入排序后：\n"); 
	insertSort(a);
	for(i=0;i<len;i++)
	{
		printf("%d  ", a[i]);
	}
}

Python：

# coding=utf-8
def insertion_sort(array):
    for i in range(len(array)):
        cur_index = i
        while array[cur_index-1] > array[cur_index] and cur_index-1 >= 0:
            array[cur_index], array[cur_index-1] = array[cur_index-1], array[cur_index]
            cur_index -= 1
    return array
 
 
if __name__ == '__main__':
    array = [10, 17, 50, 7, 30, 24, 27, 45, 15, 5, 36, 21]
    print(insertion_sort(array))