直接插入排序算法

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我是靠谱客的博主俊逸苗条，最近开发中收集的这篇文章主要介绍直接插入排序算法，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

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。

直接插入排序算法

1．算法描述
void lnsertSort(SeqList R)
   { //对顺序表R中的记录R[1..n]按递增序进行插入排序
    int i，j；
    for(i=2;i<=n；i++) //依次插入R[2]，…，R[n]
      if(R[i].key<R[i-1].key){//若R[i].key大于等于有序区中所有的keys，则R[i]
                              //应在原有位置上
        R[0]=R[i];j=i-1; //R[0]是哨兵，且是R[i]的副本
        do{ //从右向左在有序区R[1．．i-1]中查找R[i]的插入位置
         R[j+1]=R[j]； //将关键字大于R[i].key的记录后移
         j-- ；
         }while(R[0].key<R[j].key)； //当R[i].key≥R[j].key时终止
        R[j+1]=R[0]； //R[i]插入到正确的位置上
       }//endif
   }//InsertSort

2．哨兵的作用
    　算法中引进的附加记录R[0]称监视哨或哨兵(Sentinel)。
   　哨兵有两个作用：
　　① 进人查找(插入位置)循环之前，它保存了R[i]的副本，使不致于因记录后移而丢失R[i]的内容；
　　② 它的主要作用是：在查找循环中"监视"下标变量j是否越界。一旦越界(即j=0)，因为R[0].key和自己比较，循环判定条件不成立使得查找循环结束，从而避免了在该循环内的每一次均要检测j是否越界(即省略了循环判定条件"j>=1")。
注意：
　 ① 实际上，一切为简化边界条件而引入的附加结点(元素)均可称为哨兵。
　　【例】单链表中的头结点实际上是一个哨兵
　　② 引入哨兵后使得测试查找循环条件的时间大约减少了一半，所以对于记录数较大的文件节约的时间就相当可观。对于类似于排序这样使用频率非常高的算法，要尽可能地减少其运行时间。所以不能把上述算法中的哨兵视为雕虫小技，而应该深刻理解并掌握这种技巧。

给定输入实例的排序过程

    　设待排序的文件有8个记录，其关键字分别为：49，38，65，97，76，13，27，49。为了区别两个相同的关键字49，后一个49的下方加了一下划线以示区别。其排序过程见【动画模拟演示】

算法分析

1．算法的时间性能分析
    　对于具有n个记录的文件，要进行n-1趟排序。
    各种状态下的时间复杂度：
┌─────────┬─────┬──────┬──────┐
│ 初始文件状态     │   正序   │     反序   │无序(平均) │
├─────────┼─────┼──────┼──────┤
│ 第i趟的关键      │   1      │     i+1    │ （i-2）/2 │
│ 字比较次数       │          │            │            │
├─────────┼─────┼──────┼──────┤
│总关键字比较次数 │   n-1    │(n+2)(n-1)/2│ ≈n²/4     │
├─────────┼─────┼──────┼──────┤
│第i趟记录移动次数 │   0      │ i+2        │ （i-2）/2 │
├─────────┼─────┼──────┼──────┤
│总的记录移动次数 │   0      │(n-1)(n+4)/2│ ≈n²/4     │
├─────────┼─────┼──────┼──────┤
│时间复杂度        │ 0（n） │ O（n²）    │ O（n²）    │
└─────────┴─────┴──────┴──────┘
注意：
    　初始文件按关键字递增有序，简称"正序"。
　    初始文件按关键字递减有序，简称"反序"。

2．算法的空间复杂度分析
    　算法所需的辅助空间是一个监视哨，辅助空间复杂度S(n)=O(1)。是一个就地排序。

3．直接插入排序的稳定性
    　直接插入排序是稳定的排序方法。

程序举例：

   int main()
{
int a[] = {1,4,3,0,5,2};
int b[7];
int b_temp = 0;
int i = 1;
int j = 0;
for(i = 1;i<7;i++)
{
  b[i] = a[i-1];
}
for(i = 1;i<7;i++)
{
  printf(" %d ",b[i]);
}

for(i = 2;i<7;i++)
{
  b_temp = b[i];
  for(j = i-1;b_temp <b[j];j--)
  {
   b[j+1] = b[j];
  }
  b[j+1 ] = b_temp;
}

printf(" /n",b[i]);
    for(i = 1;i<7;i++)
{
  printf(" %d ",b[i]);
}
return 0;
}