插入排序java

Posted 2021-04-25 CS Toper之路

0. 说明

最近工作中遇到了排序的需要，其实很简单，就是两个PO按照时间的字段排序后将结果返回前端，很简单的一个需求，但是却让我感觉应该将排序算法，整理一下。

今天在本文中，我们就先整理下插入排序的算法，分析下怎么交换两个数据将在后续的文章中详细解释。

1. 插入排序

插入排序的原理很简单，就是每次遍历将未排序的数组中的最小（大）值和未排序中数组中的第一个数据交换。直到遍历后已排序的数组长度为原始数组的长度。画个图下看下大概的流程。图中的测试数据数组为[6,4,2,8,3,5].

理论上应该遍历的是n-1次，上面的示例，应该遍历的是5次，但是我们的图中遍历4次就结束了，其实是省略了最后6和8的遍历比较，读者自己体会下。

理论上需要遍历n-1次，而且每次遍历要找到最小值的平均比较次数为n/2，所以理论上的平均操作次数为(n-1) * n/2， 也就是说平均的算法复杂度为O(n^2)。

2. Java 实现

笔者的主语言是Java，所以就用Java做一个简单的示例：

public class InsertSort { public static int[] sort(int[] arr) throws Exception { for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) { int tmp = i; for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) { if (arr[tmp] > arr[j]) { tmp = j; } } if (tmp != i) { int tmpValue = arr[i]; arr[i] = arr[tmp]; arr[tmp] = tmpValue; } } return arr; }}

测试代码：

@Testpublic void test_bubble_sort() throws Exception { int[] arr = {6,4,2,8,3,5}; arr = InsertSort.sort(arr); System.out.println(Arrays.toString(arr));
 int[] arr2 = new int[100]; Random random = new Random(10000); for (int i = 0 ; i < 100; i++) { arr2[i] = random.nextInt(10000); } System.out.println(Arrays.toString(arr2)); arr2 = InsertSort.sort(arr2); System.out.println(Arrays.toString(arr2));}

运行结果：

[2, 3, 4, 5, 6, 8][2208, 572, 9116, 3475, 4500, 9574, 5641, 9166, 9727, 7670, 3030, 6816, 2621, 2172, 8074, 7634, 7455, 3468, 5423, 4888, 3594, 3684, 5136, 363, 4111, 6762, 4480, 4705, 3924, 4626, 72, 6234, 9073, 2345, 6824, 9818, 616, 5521, 4831, 30, 1515, 6297, 3430, 7197, 5985, 8791, 9926, 9276, 2467, 165, 8650, 9054, 8881, 326, 479, 1079, 7714, 5235, 2119, 9051, 456, 6343, 1629, 2903, 4130, 1667, 1219, 4171, 2075, 3998, 1896, 8627, 2752, 205, 565, 9185, 718, 9435, 8710, 25, 473, 1909, 9798, 8473, 7050, 4229, 9859, 8290, 4896, 3176, 1808, 6647, 4743, 2942, 2249, 4657, 2598, 3790, 9841, 5276][25, 30, 72, 165, 205, 326, 363, 456, 473, 479, 565, 572, 616, 718, 1079, 1219, 1515, 1629, 1667, 1808, 1896, 1909, 2075, 2119, 2172, 2208, 2249, 2345, 2467, 2598, 2621, 2752, 2903, 2942, 3030, 3176, 3430, 3468, 3475, 3594, 3684, 3790, 3924, 3998, 4111, 4130, 4171, 4229, 4480, 4500, 4626, 4657, 4705, 4743, 4831, 4888, 4896, 5136, 5235, 5276, 5423, 5521, 5641, 5985, 6234, 6297, 6343, 6647, 6762, 6816, 6824, 7050, 7197, 7455, 7634, 7670, 7714, 8074, 8290, 8473, 8627, 8650, 8710, 8791, 8881, 9051, 9054, 9073, 9116, 9166, 9185, 9276, 9435, 9574, 9727, 9798, 9818, 9841, 9859, 9926]

3. 总结

插入算法是最简单的排序算法之一，它需要由于又嵌套遍历，外部遍历次数为n-1，内部遍历次数平均为n/2，所以它的时间复杂度是O(n^2), 空间复杂度是O(1)，基本上只占有一个临时空间，但也可以做到不占用额外的空间，这个留作 排序系列文章之后详细说明，如有兴趣可关注本公众号。该算法还是稳定的排序算法，因为两个相等的数据在遍历的时候，不会交换位置，而且所有的交换都是相邻两个数据的交换，所以该排序算法是稳定的排序算法。

希望本文对各位看官理解排序算法有所帮助。

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