[排序算法]--直接插入排序的三种实现(Java)

来源:互联网 发布:淘宝进口奶粉 实体店买 编辑:程序博客网 时间:2024/03/29 23:02

直接插入排序(Insertion Sort)的基本思想是:每次将一个待排序的记录,按其关键字大小插入到前面已经排好序的子序列中的适当位置,直到全部记录插入完成为止。

设数组为a[0….N-1]:
(1)初始时,a[0]自成1个有序区,无序区为a[1..n-1]。令i=1

(2)将a[i]并入当前的有序区a[0…i-1]中形成a[0…i]的有序区间。

(3)i++并重复第二步直到i==n-1,排序完成。

按照上面的思路,给出代码:

public static void insertSort1(int [] a, int n){    int i, j;    for(i =1; i<n; i++){//依次把a[1]到a[n-1]插入到前面有序序列中        //从前往后找到a[i]的插入点        for(j =0; j<i; j++){            if(a[j] > a[i]){                break;//跳出内层循环            }        }        /**将元素a[i]插入在a[j]位置*/        int temp = a[i];//这里需要保存a[i], 不然下面的移动操作会覆盖掉a[i]的数据        //将a[j]开始的元素到a[i-1]后移        for(int k=i-1; k>=j; k--){            a[k+1] = a[k];        }        //将a[i]插入        a[j] = temp;    }}

测试函数:

public static void main(String[] args) {    int[] arr = {1,1,2,0,9,3,12, 7, 8, 3, 4, 65, 22};    InsertionSort.insertSort2(arr, arr.length);    for(int i:arr){        System.out.print(i+",");    }}

运行结果:

0,1,1,2,3,3,4,7,8,9,12,22,65,

上面的代码太长,可以把代码写得简洁一些,现在我们从有序序列的最大值往前比较,并且边比较边移动数据:即每次a[i]先和前面一个数据a[i-1]比较,如果a[i] > a[i-1]说明a[0…i]也是有序的,无须调整。否则就令j=i-1,temp=a[i]。然后一边将数据a[j]向后移动一边向前搜索,当有数据a[j]

/** * 优化第一步:边比较和移动合并,这时候需要从大到小比较 * @param a * @param n */public static void insertSort2(int [] a, int n){    int i, j;    for(i =1; i<n; i++){//依次把a[1]到a[n-1]插入到前面        if(a[i] < a[i-1]){//当a[i]小于a[i-1]时才需要比较            int temp = a[i];//这里需要保存a[i], 不然下面的移动操作会覆盖掉a[i]的数据            //找到插入点            for(j =i-1; j>=0 && a[j]>temp; j--){                a[j + 1] = a[j];            }            //将a[i]插入            a[j+1] = temp;        }    }}

再次改写,现在将前面的数据移动方法进行改写,用数据交换代替移动。如果a[j]前一个数据a[j-1] > a[j],就交换a[j]和a[j-1],再j–直到a[j-1] <= a[j]。这样也可以实现将一个新数据新并入到有序区间。

public static void insertSort3(int [] a, int n){    int i, j;    for(i =1; i<n; i++) {//依次把a[1]到a[n-1]插入到前面        for(j = i-1; j>=0 && a[j]>a[j+1]; j--){            int temp;            temp = a[j];            a[j] = a[j+1];            a[j+1]=temp;        }    }}

其实上面三种算法的时间复杂度都是O(n^2),只不过,后面的优化更改善一点点性能。

本文所有代码的github地址:
https://github.com/leetcode-hust/leetcode/blob/master/louyuting/src/leetcode/Algorithm/InsertionSort.java

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