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208-插入排序算法的思想和性能分析(重要)

Java 更新时间: 发布时间: IT归档 最新发布 模块sitemap 名妆网 法律咨询 聚返吧 英语巴士网 伯小乐 网商动力

208-插入排序算法的思想和性能分析(重要)

1、插入排序算法的思想
  • 特点: 从第二个元素开始,把前面的元素序列当作已经有序的,然后找合适的位置插入。
  • 优点: 插入排序是普通排序里面效率最高的排序算法,而且在数据越趋于有序的情况下,插入排序的效
    率是最高的。
    对于插入排序算法来说,不仅仅没有交换,而且比较的次数也少!

    插入排序: 每次会把前面的一组序列当做已经排序好的,然后把后面的元素,按照有序的方式插入到前面的序列就可以了。

    具体该怎么做呢?

下面这是我们原始的一组待排序的序列。

我们认为第一个元素25本身就是有序的序列,因为就一个元素25嘛。

我们从第二个元素开始处理:

第1趟: 认为25是有序的序列,然后把40按照顺序插入到其前面已经有序的序列,因为前面已经是有序的序列,所以从40就往前找,找第一个小于或者等于40的数字,插入到其后面。

现在前面有序的序列是:25,40

第2趟: 处理25这个元素,25前面是有序的序列了,然后25往前找第一个小于或者等于25的元素(维护其稳定性),插入到其后面。

25先和40比,40比25大,把40往后挪:


然后25和25比,25==25,就插入到25的后面,保持其稳定性。

第二趟处理完,前面的有序序列是:25,25,40

现在开始第3趟:
处理元素9,9前面已经是有序的序列了,9往前遍历,寻找第一个小于等于9的元素,插入到其后面

现在前面有序的序列是:9,25,25,40

现在开始第4趟: 处理元素32,往前找第一个小于等于32的元素

这一趟只比较了1个元素,就按序插到前面有序的序列中了

在数据量大的情况下,元素越有序,选择排序算法的比较次数越少,效率越高。

第5趟也是如此操作,以此类推下去,直到最后一趟处理最后一个元素为止。



最后一趟:处理31

插入排序效率高:

  • 两个元素没有交换过
  • 因为每一趟的待处理元素的前面序列是有序的,所以基本上,比较的次数是比较少的,基本上都一两次,两三次就有序插入OK了,除非在后面处理的数字是非常小的数字,需要比较多次。
  • 所以插入排序的每一趟处理的效率是非常高的,而且处理的步骤是非常少的,很快的。

有时候甚至比较1次就可以:(针对87这个元素)

2、插入排序算法的代码实现
// 插入排序算法  时间复杂度: 最坏、平均 O(n^2)  最好:O(n)  空间:O(1)  稳定性:稳定的
void InsertSort(int arr[], int size)
{
	for (int i = 1; i < size; i++) // O(n),假设第0个元素是有序的,从第1个元素开始
	//注意: i < size, 最后一个元素要和前面的元素进行比较,插入
	{
		int val = arr[i];
		int j = i - 1;
		for (; j >= 0; j--) // O(n)
		{
			if (arr[j] <= val)		//这个=就决定了算法是稳定性算法
			{
				break;
			}
			arr[j + 1] = arr[j];	//将当前元素一个个向后挪
		}
		arr[j + 1] = val;
	}
}

3、插入排序算法的性能分析 3.1、时间、空间复杂度

时间复杂度:
最坏、平均时间复杂度 O(n^2)
因为是有2个for循环,是嵌套的

最好时间复杂度:O(n)
待排序的序列已经是有序的序列了。
相当于内层循环不做任何数据移动交换,外层循环遍历1遍就完了。

3.2、稳定性

稳定排序!

因为它找的是 前面有序序列中,小于等于它的数字,然后插到其后面
后面的元素是不会跑到前面和它相等的元素的前面的,只会跟在其后面。

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