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插入排序
一、概念及其介绍
插入排序(InsertionSort)，一般也被称为直接插入排序。
对于少量元素的排序，它是一个有效的算法。插入排序是一种最简单的排序方法，它的基本思想是将一个记录插入到已经排好序的有序表中，从而一个新的、记录数增 1 的有序表
。在其实现过程使用双层循环，外层循环对除了第一个元素之外的所有元素，内层循环对当前元素前面有序表进行待插入位置查找，并进行移动。
二、适用说明
插入排序的平均时间复杂度也是 O(n^2)，空间复杂度为常数阶 O(1)，具体时间复杂度和数组的有序性也是有关联的。
插入排序中，当待排序数组是有序时，是最优的情况，只需当前数跟前一个数比较一下就可以了，这时一共需要比较 N-1 次，时间复杂度为 O(N)。最坏的情况是待排序数组是逆序的，此时需要比较次数最多，最坏的情况是 O(n^2)。
三、过程图示
假设前面 n-1(其中 n>=2)个数已经是排好顺序的，现将第 n 个数插到前面已经排好的序列中，然后找到合适自己的位置，使得插入第n个数的这个序列也是排好顺序的。
按照此法对所有元素进行插入，直到整个序列排为有序的过程，称为插入排序。
从小到大的插入排序整个过程如图示：
第一轮：从第二位置的 6 开始比较，比前面 7 小，交换位置。
第二轮：第三位置的 9 比前一位置的 7 大，无需交换位置。
第三轮：第四位置的 3 比前一位置的 9 小交换位置，依次往前比较。
第四轮：第五位置的 1 比前一位置的 9 小，交换位置，再依次往前比较。
......
就这样依次比较到最后一个元素。
四、Java 实例代码
源码包下载：Download
部分代码：
InsertionSort.java 文件代码：
package runoob;
/**
* 插入排序
*/
public class InsertionSort {
//核心代码---开始
public static void sort(Comparable[] arr){
int n = arr.length;
for (int i = 0; i < n; i++) {
// 寻找元素 arr[i] 合适的插入位置
for( int j = i ; j > 0 ; j -- )
if( arr[j].compareTo( arr[j-1] ) < 0 )
swap( arr, j , j-1 );
else
break;
}
}
//核心代码---结束
private static void swap(Object[] arr, int i, int j) {
Object t = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = t;
}
public static void main(String[] args) {
int N = 20000;
Integer[] arr = SortTestHelper.generateRandomArray(N, 0, 100000);
InsertionSort.sort(arr);
for( int i = 0 ; i < arr.length ; i ++ ){
System.out.print(arr[i]);
System.out.print(' ');
}
}
}
/**
* 插入排序
*/
public class InsertionSort {
//核心代码---开始
public static void sort(Comparable[] arr){
int n = arr.length;
for (int i = 0; i < n; i++) {
// 寻找元素 arr[i] 合适的插入位置
for( int j = i ; j > 0 ; j -- )
if( arr[j].compareTo( arr[j-1] ) < 0 )
swap( arr, j , j-1 );
else
break;
}
}
//核心代码---结束
private static void swap(Object[] arr, int i, int j) {
Object t = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = t;
}
public static void main(String[] args) {
int N = 20000;
Integer[] arr = SortTestHelper.generateRandomArray(N, 0, 100000);
InsertionSort.sort(arr);
for( int i = 0 ; i < arr.length ; i ++ ){
System.out.print(arr[i]);
System.out.print(' ');
}
}
}