插入排序的基本思想:
在一个已排好序的记录子集的基础上,每一步将下一个待排序的记录有序插入到已排好序的记录子集中,直到将所有待排记录全部插入为止
直接插入排序:
直接插入排序是一种最基本的插入排序方法,元素的插入和排序同时进行
,其基本操作为,如下图所示:
文字描述(以升序为例):
1:将数组分为两个区域,排序区域和未排序区域
,每一轮从未排序区域中取出第一个元素,插入到排序区域(需保证顺序)
2:重复以上步骤,直到整个数组有序
package bin_find; import java.util.Arrays; public class Insert_sort { public static void main(String[] args) { int arr[]={3,1,29,4,8,10,71,22}; sort(arr); } public static void sort(int arr[]){ //起初将数组的第一个元素视为有序区域,剩下元素即为无序区域,因此无序区域应为下标为1的元素 for(int i=1;i<arr.length;i++){ //暂存区域的元素始终为无序区域的第一个元素 int t=arr[i]; //j始终为有序区域的最后一个元素下标 int j=i-1; //该循环完成的是比较+移动的操作,循环次数为比较次数,也就是有序数组的长度 while(j>=0){ //当暂存区域元素小于有序区域的最后一个元素时 if(t<arr[j]){ //将有序区域的元素向后移动一位 arr[j+1]=arr[j]; } //否则本轮排序结束 else{ break; } j--;//表示将暂存区域的元素与有序区域的元素一一进行比较,直到比较完有序区域的第一个元素 } arr[j+1]=t;//将元素插入对应的位置 System.out.println("第"+i+"趟插入排序的结果为:"+Arrays.toString(arr)); } } }
输出如下:
第1趟插入排序的结果为:[1, 3, 29, 4, 8, 10, 71, 22] 第2趟插入排序的结果为:[1, 3, 29, 4, 8, 10, 71, 22] 第3趟插入排序的结果为:[1, 3, 4, 29, 8, 10, 71, 22] 第4趟插入排序的结果为:[1, 3, 4, 8, 29, 10, 71, 22] 第5趟插入排序的结果为:[1, 3, 4, 8, 10, 29, 71, 22] 第6趟插入排序的结果为:[1, 3, 4, 8, 10, 29, 71, 22] 第7趟插入排序的结果为:[1, 3, 4, 8, 10, 22, 29, 71]
优化方式:
1.待插入元素进行比较时,遇到比自己小的元素,就代表找到了插入位置,直接循环退出,无需进行后续比较
2.插入时可以直接移动元素,而不是交换元素
与选择排序比较:
1:二者平均时间复杂度都是 0(n^2) 2:大部分情况下,插入都略优于选择 3:有序集合插入的时间复杂度为 0(n) 4:插入属于稳定排序算法,而选择属于不稳定排序
上述的选择排序并不是最优的,当某些元素从起始位置移动到最终位置需要移动的次数过多时,这会很麻烦,如下所示:
假设我们需要将下述的无序数组通过插入排序使之成为有序数组,那么元素9会移动7次!
对于这种情况,我们可以使用希尔排序!
希尔排序:[掌握思路]
步骤:
以上述实例为例进行:
第一步:选择间距为4的元素进行插入排序
排序后的结果为:
第2步:选择间距为2的元素进行插入排序
排序后的结果为:
第3步:选择间距为1的元素进行插入排序,也就是普通的插入排序,排序结果如下:
使用希尔排序,我们通过上述步骤,可以看出元素9只移动了3次
对于间隙的选择是多种多样的,不同的队列选择它的时间复杂度也是不同的,这里我们主要学习它的思路
练习题:
one:
答案为:9,18,19,23,23,15
two:
答案为:9,15,18,19,23,23