简单排序之插入排序

Posted 2021-04-25 码道小鑫

一、算法原理

插入排序法：所谓插入排序法乃是将一个数目插入该占据的位置。

假设我们输入的是 “53，27，36，15，69,  42” 我们从第二个数字开始，这个数字是27，我们的任务只要看看27有没有正确的位置，我们的做法是和这个数字左边的数字来比，因此我们比较27和53，27比53小，所以我们就交换27和53，原来的排列就变成了“27, 53, 36, 15, 69, 42 ”

接下来，我们看第3个数字有没有在正确的位置。这个数字是36，它的左边数字是53，36比53小，所以我们将36和53交换，排列变成了 “27,36, 53, 15, 69, 42 “我们必须继续看36有没有在正确的位置，36的左边是27，27比36小，36就维持不动了,这时候排序还是“27, 36, 53, 15, 69, 42 “。

再来看第四个数字，这个数字是15，我们将15和它左边的数字相比，都比15大，所以就将15一路往左移动，这时候排序变成了 “15, 27, 36, 53, 69, 42 ”。

再来看第五个数字，这个数字是69，我们将69和它左边的数字相比，都比69小，所以就69维持不动了，这时候排序变成了 “15, 27, 36, 53, 69, 42 ”

最后，我们检查第六个数字，这个数字是42，42必须往左移，一直移到42的左边是36为止，所以我们的排列就变成了 “15, 27, 36, 42 ,53, 69”排序因此完成了。

所谓插入排序法，就是检查第i个数字，如果在它的左边的数字比它大，进行交换，这个动作一直继续下去，直到这个数字的左边数字比它还要小，就可以停止了。插入排序法主要的回圈有两个变数：i和j，每一次执行这个回圈，就会将第i个数字放到左边恰当的位置去。

二、算法描述

1、从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序。
2、取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描。
3、如果该元素（已排序）大于新元素，则将该元素移到下一位置。
4、重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者大于新元素的位置。
5、将新元素插入到该位置。
6、重复步骤2。

三、效率分析

如果目标是把n个元素的序列升序排列，那么采用插入排序存在最好情况和最坏情况如下。
最好情况：序列已经是升序排列了，在这种情况下，需要进行的比较操作需(n-1)次即可。
最坏情况：序列是降序排列，那么此时需要进行的比较共有n(n-1)/2次。
直接插入排序属于稳定的排序，最坏时间复杂度为O(n^2)，最好时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)。
插入排序的赋值操作是比较操作的次数加上(n-1)次。
因此，插入排序不适合对于数据量比较大的排序应用。

四、代码实现

package cn.DataStructures.Sort;public class InsertSort {   
 public static void main(String[] args) {        
 int []arr={12,20,5,16,15,1,2,100,30,45,23,9};
        System.out.println("排序前：");
        printSort(arr);
        System.out.println("排序中：");
        insertSort(arr);
    }   
  public static void insertSort(int []arr){       
  int j;        
  int temp;        
  for(int i=1;i<arr.length;i++){
            temp=arr[i];
            j=i-1;            
  while(j>=0&&arr[j]>temp){
             arr[j+1]=arr[j];
             j--;

            }
            arr[j+1]=temp;
            System.out.println("第"+i+"趟排序");
            printSort(arr);     
        }

    }    //打印数组
 public static void printSort(int []arr){
     StringBuilder res=new StringBuilder();
     res.append("[");              
     for(int i=0;i<arr.length;i++){                   
     if(i==arr.length-1)                
      res.append(arr[i]+"]");                    
     else
                       
      res.append(arr[i]+",");
                }
     System.out.println(res.toString());
            }
}