Python如何进行插入排序？

最新推荐文章于 2025-03-06 11:57:36 发布

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分类专栏： Python Python大数据文章标签：排序算法算法数据结构

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插入排序是一种简单直观的排序算法，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。文章提到了使用二分查找优化插入排序以及希尔排序作为进一步优化，并提供了Python实现示例。插入排序适用于小规模或基本有序的数据集，大规模无序数据集则推荐使用快速排序或归并排序。

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工作原理：插入排序算法将输入列表视为已排序的子列表和未排序的子列表，每次从未排序的子列表中取出一个元素，将其插入到已排序的子列表的正确位置中。该算法的时间复杂度为 $O(n^2)$，空间复杂度为 $O(1)$。

　　优化：可以通过使用二分查找来减少比较的次数，从而优化插入排序算法的性能。这种改进的算法被称为二分插入排序算法。另外，可以使用希尔排序算法来进一步优化插入排序算法的性能。

　　适用场景：插入排序算法适用于小规模的数据集或者数据集已经基本有序的情况。对于大规模的数据集或者数据集无序的情况，更适合使用快速排序、归并排序等高效的排序算法。

　　下面是一个Python实现的插入排序示例代码：

def insertion_sort(arr):
    for i in range(1, len(arr)):
        key = arr[i]
        j = i - 1
        while j >= 0 and key < arr[j]:
            arr[j + 1] = arr[j]
            j -= 1
        arr[j + 1] = key

　　该函数接受一个列表 arr 作为输入，使用插入排序算法对其进行排序。该算法将输入列表视为已排序的子列表和未排序的子列表，每次从未排序的子列表中取出一个元素，将其插入到已排序的子列表的正确位置中。

　　该算法的实现步骤如下：

　　1.从第二个元素开始遍历输入列表，即 i 从 1 到 len(arr) - 1。

　　2.将当前元素 arr[i] 存储到变量 key 中。

　　3.将变量 j 初始化为 i - 1，表示已排序的