經典四講貫通C++排序之一 插入排序(1)

我們都知道C++排序方法中，有四種常用方法插入排序、希爾排序、交換排序以及選擇排序。這篇文章我們介紹插入排序。在介紹插入之前，先引入我們整個系列文章中的測試程序。

測試程序

後面的例程，都是對數組的排序，使用靜態鏈表的也適用於鏈表的排序。為簡單起見，只對單關鍵碼排序，並且最後的結果都是從頭到尾按升序排列。下面是統一的測試程序：

#include   
#include   
using namespace std;  
#include   
#include   
#include   
#include "InsertSort.h"  
#define random(num) (rand() % (num))  
#define randomize() srand((unsigned)time(NULL))  
#define N 10000 //排序元素的數目  
#define SORT InsertSort //排序方法  
class timer//單位ms  
{  
public:  
void start() { start_t = clock(); }  
clock_t time() { return (clock() - start_t); }  
private:  
clock_t start_t;  
};  
int KCN, RMN; timer TIMER;  
void test(int a[])  
{  
TIMER.start();  
SORT<int>(a, N, KCN, RMN);  
cout << "\tTimeSpared: " << TIMER.time() << "ms" << endl;  
cout << "KCN=" << left << setw(11) << KCN;   
cout << "KCN/N=" << left << setw(11)<< (double)KCN/N;  
cout << "KCN/N^2=" << left << setw(11)<< (double)KCN/N/N;  
cout << "KCN/NlogN=" << left << setw(11)<< (double)KCN/N/log((double)N)*log(2.0) << endl;  
cout << "RMN=" << left << setw(11) << RMN;  
cout << "RMN/N=" << left << setw(11)<< (double)RMN/N;  
cout << "RMN/N^2=" << left << setw(11)<< (double)RMN/N/N;  
cout << "RMN/NlogN=" << left << setw(11)<< (double)RMN/N/log((double)N)*log(2.0) << endl;  
}  
int main()  
{  
int i;  
//randomize();為了在相同情況下比較各個排序算法，不加這句  
int* ascending = new int[N];//升序序列  
int* descending = new int[N];//降序序列  
int* randomness = new int[N];//隨機序列  
for (i = 0; i < N; i++) { ascending[i] = i; randomness[i] = i; descending[i] = N - i - 1;}  
for (i = 0; i < N; i++) swap(randomness[i], randomness[random(N)]);  
cout << "Sort ascending N=" << N; test(ascending);  
cout << "Sort randomness N=" << N; test(randomness);  
cout << "Sort descending N=" << N; test(descending);  
return 0;  
} 

需要說明一點，KCN(關鍵碼比較次數)、RMN(記錄移動次數)並不是算法必須的，是為了對算法的性能有個直觀的評價(不用那些公式算來算去)。對10000個整數排序應該是最省事的測試手段，建議不要再增多記錄數目了，一是在最壞的情況不用等太久的時間，二是避免KCN、RMN溢出，另外有些遞歸的算法在情況比較糟的時候，記錄數目太多堆棧可能會溢出，導致程序崩潰。