“chaos”的算法--之直接插入排序
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直接排序算是比较常用的算法了。不多说,直接切入正文。
1、基本思想
假设待排序的记录存放在数组R[1..n]中。初始时,R[1]自成1个有序区,无序区为R[2..n]。从i=2起直至i=n为止,依次将R[i]插入当前的有序区R[1..i-1]中,生成含n个记录的有序区。
2、第i-1趟直接插入排序:
通常将一个记录R[i](i=2,3,…,n-1)插入到当前的有序区,使得插入后仍保证该区间里的记录是按关键字有序的操作称第i-1趟直接插入排序。
排序过程的某一中间时刻,R被划分成两个子区间R[1..i-1](已排好序的有序区)和R[i..n](当前未排序的部分,可称无序区)。
直接插入排序的基本操作是将当前无序区的第1个记录R[i]插人到有序区R[1..i-1]中适当的位置上,使R[1..i]变为新的有序区。因为这种方法每次使有序区增加1个记录,通常称增量法。
插入排序与打扑克时整理手上的牌非常类似。摸来的第1张牌无须整理,此后每次从桌上的牌(无序区)中摸最上面的1张并插入左手的牌(有序区)中正确的位置上。为了找到这个正确的位置,须自左向右(或自右向左)将摸来的牌与左手中已有的牌逐一比较。
一趟直接插入排序方法
1.简单方法
首先在当前有序区R[1..i-1]中查找R[i]的正确插入位置k(1≤k≤i-1);然后将R[k..i-1]中的记录均后移一个位置,腾出k位置上的空间插入R[i]。
注意:
若R[i]的关键字大于等于R[1..i-1]中所有记录的关键字,则R[i]就是插入原位置。
2.改进的方法
一种查找比较操作和记录移动操作交替地进行的方法。
具体做法:
将待插入记录R[i]的关键字从右向左依次与有序区中记录R[j](j=i-1,i-2,…,1)的关键字进行比较:
① 若R[j]的关键字大于R[i]的关键字,则将R[j]后移一个位置;
②若R[j]的关键字小于或等于R[i]的关键字,则查找过程结束,j+1即为R[i]的插入位置。
关键字比R[i]的关键字大的记录均已后移,所以j+1的位置已经腾空,只要将R[i]直接插入此位置即可完成一趟直接插入排序。
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int insertSortArray( int array[], int len)
{
int index = 1;
int bottom, tmp;
for (; index < len; index++)
{
if (array[index] < array[index - 1])
{
tmp = array[index];
array[index] = array[index - 1];
for (bottom = index - 1; tmp < array[bottom]; bottom--) //移位
{
array[bottom + 1] = array[bottom];
}
array[bottom + 1] = tmp;
}
}
return TRUE;
}
|
哨兵(监视哨)的作用:
1.作为临时变量存放R[i]的副本。
2.在查找循环中用来监视下标变量j是否越界。
算法效率:
时间复杂度最好的情况是已经排好序,比较次数为n-1,移动次数为0;最坏的情况是反序时进行插入排序,平均的移动次数和比较次数都是O(n*n)。空间复杂度为O(1)。
排序特点:
1.是一种稳定的排序方法。
2.适用于接近排好序的情况。
3.适用于n较小的情况。
4.直至最后一趟排序过程才能确定一个元素的最终位置。
从空间来看,它只需要一个记录的辅助空间R[0];从时间来看,n个记录要进行n-1趟插入过程,每一趟都要进行与关键字的比较和记录的移动,但是比较的次数是不固定的。最好的情况是记录已经是排列有序的,则每一趟都只需要比较一次,就可以找到插入记录的位置,不需移动记录,复杂度为O(n);最坏情况是记录逆序存放,则每一趟都要与前面的关键字进行比较并移动记录,复杂度为O(n*n)。所以平均性能的复杂度为O(n*n)。
因此,直接插入排序算法非常适合记录基本有序且记录数不是很多的情形。
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