什么是插入排序?

插入排序(inertionSort),插入排序的代码实现虽然没有冒泡排序和选择排序那么简单粗暴,但它的原理应该是最容易理解的了,因为只要打过扑克牌的人都应该能够秒懂。插入排序是一种最简单直观的排序算法,它的工作原理是通过构建有序序列,对于未排序数据,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应位置并插入。

动图演示

算法篇-十大经典排序算法之插入排序_插入排序


声明图片来源于菜鸟教程


Java代码实现

public class Test {

public static void main(String[] args) {

int[] arr = {1, 3, 6, 9, 2, 5, 11, 4, 8};
print("原数组: ", arr);
insertionSort(arr);
print("排序后的数组: ", arr);
}

private static void insertionSort(int[] arr) {
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
int tmp = arr[i];
int j = i;
while (j > 0 && tmp < arr[j - 1]) {
arr[j] = arr[j - 1];
j--;
}
if (j != i) {
arr[j] = tmp;
}
}
}

private static void print(String str, int[] arr) {
for (int i = 0; i <= arr.length - 1; i++) {
if (i == 0) {
System.out.print(str + "[" + arr[i] + ", ");
} else if (i == arr.length - 1) {
System.out.print(arr[i] + "]");
} else {
System.out.print(arr[i] + ", ");
}
}
System.out.println();
}

}

核心原理

插入排序最大的特点就是每一次拿到一个数据之后,放到已经有序的集合中去,减少无序区的数据。假若对扑克牌比较了解的,肯定知道,玩扑克的时候,我们如果习惯将扑克牌按大小排序的话, 我们都会在每次获取新牌的时候,将新派插入有序的原有的牌里面去,这也是我们插入排序最大的两点。

算法过程如下

  • 原始数据集:{1, 3, 6, 9, 2, 5, 11, 4, 8}

  • 第一次排序拿出第一个元素,直接定义为有序。
    第一次排序产生的有序集和无序集如下:{1},{3, 6, 9, 2, 5, 11, 4, 8}

  • 第二次排序拿出第二个元素,跟有序集合里面的数据进行对比,如果是最小的,直接放到有序集合的第一位,如果是最大的,则直接放到有序集合的最后一位。如果不是两端的数据,就插入有序集合中大与上一个,小于下一个元素的中间。最终得到的有序集合和无序集合如下::{1, 3},{6, 9, 2, 5, 11, 4, 8}

  • 第三次排序和第二次排序走一样的步骤,最终得到的有序集合和无序集合如下::{1, 3, 6},{9, 2, 5, 11, 4, 8}

  • 第四次排序依旧,最终得到的有序集合和无序集合如下::{1, 3, 6, 9},{2, 5, 11, 4, 8}

  • 第五次排序由于这里拿到的数据是2,既不是最大的,也不是最小的,所以需要拿到的2和有序集合的数据逐一对比,找到大于上一个和大于下一个的中间位置,如:1和3之间。,最终得到的有序集合和无序集合如下::{1, 2, 3, 6, 9},{5, 11, 4, 8}

  • 第六次排序由于这里拿到的数据是5,既不是最大的,也不是最小的,所以需要拿到的5和有序集合的数据逐一对比,找到大于上一个和大于下一个的中间位置,如:3和6之间。,最终得到的有序集合和无序集合如下::{1, 2, 3, 5, 6, 9},{11, 4, 8}

  • 第七次排序,最终得到的有序集合和无序集合如下::{1, 2, 3, 5, 6, 9, 11},{4, 8}

  • 第八次排序,最终得到的有序集合和无序集合如下::{1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 11},{8}

  • 第九次排序,最终得到的有序集合和无序集合如下::{1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 11}

时间复杂度

O(n^2)

插入排序的优缺点

优点:稳定性好

缺点:时间复杂度太高,效率不好

适用场景

  • 和冒泡的场景近似,相比较下比冒泡更好。