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直接排序算是比較常用的算法了。不多說,直接切入正文。
1、基本思想
假設待排序的記錄存放在數組R[1..n]中。初始時,R[1]自成1個有序區,無序區為R[2..n]。從i=2起直至i=n為止,依次將R[i]插入當前的有序區R[1..i-1]中,生成含n個記錄的有序區。
2、第i-1趟直接插入排序:
通常將一個記錄R[i](i=2,3,…,n-1)插入到當前的有序區,使得插入後仍保證該區間裡的記錄是按關鍵字有序的操作稱第i-1趟直接插入排序。
排序過程的某一中間時刻,R被劃分成兩個子區間R[1..i-1]已排好序的有序區)和R[i..n]當前未排序的部分,可稱無序區)。
直接插入排序的基本操作是將當前無序區的第1個記錄R[i]插人到有序區R[1..i-1]中適當的位置上,使R[1..i]變為新的有序區。因為這種方法每次使有序區增加1個記錄,通常稱增量法。
插入排序與打撲克時整理手上的牌非常類似。摸來的第1張牌無須整理,此後每次從桌上的牌(無序區)中摸最上面的1張並插入左手的牌(有序區)中正確的位置上。為了找到這個正確的位置,須自左向右(或自右向左)將摸來的牌與左手中已有的牌逐一比較。
一趟直接插入排序方法
1.簡單方法
首先在當前有序區R[1..i-1]中查找R[i]的正確插入位置k(1≤k≤i-1);然後將R[k..i-1]中的記錄均後移一個位置,騰出k位置上的空間插入R[i]。
注意:
若R[i]的關鍵字大於等於R[1..i-1]中所有記錄的關鍵字,則R[i]就是插入原位置。
2.改進的方法
一種查找比較操作和記錄移動操作交替地進行的方法。
具體做法:
將待插入記錄R[i]的關鍵字從右向左依次與有序區中記錄R[j](j=i-1,i-2,…,1)的關鍵字進行比較:
① 若R[j]的關鍵字大於R[i]的關鍵字,則將R[j]後移一個位置;
②若R[j]的關鍵字小於或等於R[i]的關鍵字,則查找過程結束,j+1即為R[i]的插入位置。
關鍵字比R[i]的關鍵字大的記錄均已後移,所以j+1的位置已經騰空,只要將R[i]直接插入此位置即可完成一趟直接插入排序。
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; }
哨兵監視哨)的作用:
1.作為臨時變量存放R[i]的副本。
2.在查找循環中用來監視下標變量j是否越界。
算法效率:
時間復雜度最好的情況是已經排好序,比較次數為n-1,移動次數為0;最壞的情況是反序時進行插入排序,平均的移動次數和比較次數都是O(n*n)。空間復雜度為O(1)。
排序特點:
1.是一種穩定的排序方法。
2.適用於接近排好序的情況。
3.適用於n較小的情況。
4.直至最後一趟排序過程才能確定一個元素的最終位置。
從空間來看,它只需要一個記錄的輔助空間R[0];從時間來看,n個記錄要進行n-1趟插入過程,每一趟都要進行與關鍵字的比較和記錄的移動,但是比較的次數是不固定的。最好的情況是記錄已經是排列有序的,則每一趟都只需要比較一次,就可以找到插入記錄的位置,不需移動記錄,復雜度為On);最壞情況是記錄逆序存放,則每一趟都要與前面的關鍵字進行比較並移動記錄,復雜度為On*n)。所以平均性能的復雜度為On*n)。
因此,直接插入排序算法非常適合記錄基本有序且記錄數不是很多的情形。
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