经典排序算法（三）插入排序

插入排序

插入排序，也是一种基于位置比较交换的排序算法。在排序过程中，它总是维持着一个有序的子列表。例如，一个数组的较低索引部分维持着有序。排序的时候，新元素在之前有序的部分中找好位置”插入”进去。故名，插入排序。

数组被频繁的检索、为排序的项将会移动并插入到已排好序的子列表中，这些都是在一个数组中完成的。插入排序不适合数据量很大的数组排序，它的平均、最坏复杂度为O(N^2)，N是数组的元素个数。

插入排序工作流程

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我们以一个未排序的数组为例：



插入排序首先会比较开始的两个元素：



发现14和33已经是自然序的(上升排序)了。这时候14就是排好序的子列表：



插入排序向前移动到第二个元素，比较33和27：



发现33、2,7不是自然序的：



交换33和27，同时会检查已经排好序的子列表中的所有元素，发现排好序的自列表中只有一个元素14,27大于14，交换后已经排序的子列表仍然保持是有序的：



现在，有序列表为14,27,。接下来比较33、10：



它们并不是有序的：



因此，交换33和10：



然而，交换之后，27、10是无序的了：



因此，交换27和10：



再次发现14、10不是有序的：



继续交换它们。这样3趟之后，我们得到的有序子列表如下10,14,27：



按这样的处理过程继续下去，直到所有的未排序的值均包含在一个有序的子表中。插入排序就完成了。

插入排序算法思路

按照上面的过程理一下编程思路：

Step 1 −如果是第一个元素，则认为它是有序的。

Step 2 − 获取下一个元素

Step 3 − 和已经排序列表中的所有元素比较

Step 4 − 移动有序列表中比当前待排序元素的值要大的所有元素

Step 5 − 插入当前待排序元素

Step 6 − 依次重复执行知道整个列表都是有序的

插入排序Java代码完整实现

最后编写Java代码实现插入排序：

package org.byron4j.sort;

/**
*
* @author Byron.Y.Y
* @version 1.0
* Java-插入排序-以整形数组为例
*/
public class InsertionSort {

public static void sort(int[] arr){
//数组长度
int size = arr.length;

//待插入位置
int holePosition = 0;

//当前待插入的元素
int valueToInsert = 0;

/*外层循环控制选择排序的趟数*/
for( int i = 1; i < size; i++ ){
//当前待插入的元素
valueToInsert = arr[i];

holePosition = i;

//当前待排序元素与前面已排好序的列表每个元素比较并移位
while( holePosition > 0 && (arr[holePosition - 1] > arr[holePosition]) ){
//将待插元素前面比它大的元素移往后移动一位（即放到当前待插元素最开始的位置上）
arr[holePosition] = arr[holePosition - 1];
//此时待插元素已经往前挪了一位了
holePosition = holePosition - 1;
//待插元素往前挪了一位
arr[holePosition] = valueToInsert;
}

//至此第i+1趟，排序完毕，将第i+1小的元素放在第i+1的位置上
//这里可以打印出来每一趟插入排序后数组的位置元素
System.out.print("第" + ( i ) + "趟： ");
for(int k = 0; k < size; k++){
System.out.print(arr[k] + ((k != size -1) ? ", " : ""));
}
System.out.println();
}
}

public static void main(String[] args) {
int[] arr = {14, 33, 27, 10, 35, 19, 42, 44};
sort(arr);
}
}

运行结果：

第1趟： 14, 33, 27, 10, 35, 19, 42, 44
第2趟： 14, 27, 33, 10, 35, 19, 42, 44
第3趟： 10, 14, 27, 33, 35, 19, 42, 44
第4趟： 10, 14, 27, 33, 35, 19, 42, 44
第5趟： 10, 14, 19, 27, 33, 35, 42, 44
第6趟： 10, 14, 19, 27, 33, 35, 42, 44
第7趟： 10, 14, 19, 27, 33, 35, 42, 44