算法实操:
Python代码实现直插排序
(含有序在前有序在后)
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目 录
- ◆ 直接插入排序法
- ◆ 算法原理:
- 1、有序部分在前
- 1.1 排序步骤(有序部分在前)
- 1.2 直插排序代码(有序部分在前)
- 1.3 运行效果截图
- 2、有序部分在后
- 2.1 排序步骤(以有序在后):
- 2.2 直插排序代码(有序在后)
- 2.3 直插排序比对工作过程
◆ 直接插入排序法
◆ 算法原理:
直接插入排序法,是在原数列操作,最好状态是一次遍历(本来有序的情况);最差是全部乱序,依次遍历n-1次有序部分数列。
把无序数列分成有序和无序两部分,每次取相相邻有序的一个数字和有序部分依次比对,直接插入相应位置。循环操作,直到整个数列变成有序,完成直接插入排序。
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1、有序部分在前
1.1 排序步骤(有序部分在前)
如对数列 8 6 9 4 3 2 排序
nums = [8, 6, 9, 4, 3, 2]
- 1、把第二个数字6取出,前为有序(一个数字天生有序),后为无序。
[8] 6 [9, 4, 3, 2]
- 2、取出数字6与有序从后往前比对,比8小,插入8前。
[6, 8] [9, 4, 3, 2]
- 3、再次从无序部分取出紧邻有序的9,依次与8、6比对。9大于8,插入8后。
[6, 8] 9 [4, 3, 2]
[6, 8, 9] [4, 3, 2]
重复执行第3步,直到整个数列变成有序,完成直接插入排序。
[6, 8, 9] [4, 3, 2]
[6, 8, 9] 4 [3, 2]
[4, 6, 8, 9] [3, 2]
[4, 6, 8, 9] 3 [2]
[3, 4, 6, 8, 9] [2]
[3, 4, 6, 8, 9] 2 []
[2, 3, 4, 6, 8, 9]
nums = [2, 3, 4, 6, 8, 9]
完成直接插入排序
(有序部分在前,取出了一个比对数字,有序部分的下标不受影响。无序部分元素下标位置前移一位,但代码实现排序过程中不用后面部分下标。每次只需取出i+1位置的数字,比对后直接插入合适的位置就好。)</font)。有序部分的下标,是从i-
1一直递减到0,记住这一点,一般就会顺利用代码实现直接插入排序(有序部分在前)了。代码优化:)1、如果比对数字比i-1大,就是已经有序,不用比对,直接用关键字continue跳转下一次轮询。2、成功插入比对数字后,后面的轮询就没有意义了,也用break跳出比对循环。
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1.2 直插排序代码(有序部分在前)
#!/usr/bin/nve python
# coding: utf-8
nums = list(map(int, input('\n输入数组(如[8 3 2):').split()))
print('\n输入数组:', nums)
print(f"\n插入排序过程:\n{'':~^50}")
for i in range(1, len(nums)):
j = i - 1
if nums[i] > nums[j]: # 算法优化:为有序,不用执行后面的比对插入代码。直接跳过,执行下一循环。
continue
print(f"\n索引:{i},比对插入排序数字:{nums[i]}\n列表状态:有序{nums[:i]},无序{nums[i+1:]}")
temp = nums.pop(i) # 用pop()方法取出比对排序的数字。
while j >= 0:
if temp > nums[j]: # 在比比对数小的数后插入。
nums.insert(j+1, temp)
break # 插入后退出循环。
j -= 1
if j < 0: # 比所有有序数小,插入数列最前端。
nums.insert(0, temp)
print(f"\n{'':~^50}\n插入排序后数组:{nums}\n")
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1.3 运行效果截图
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2、有序部分在后
2.1 排序步骤(以有序在后):
如对数列 8 0 9 4 2 1 0 6 排序
nums = [8, 0, 9, 4, 2, 1, 0, 6]
- 1、把第二个数字6取出,前为有序(一个数字天生有序),后为无序。
[8, 0, 9, 4, 2, 1] 0 [6]
- 2、取出数字0与有序从前往前比对,比6小,插入6前。
[8, 0, 9, 4, 2, 1] [0,6]
- 3、再次从无序部分取出紧邻有序的1,依次与0、6比对。1小于6,插入6前。
[8, 0, 9, 4, 2] 1 [0,6]
[8, 0, 9, 4, 2] [0, 1, 6]
重复执行第3步,直到整个数列变成有序,完成直接插入排序。
[8, 0, 9, 4] 2 [0, 1, 6]
[8, 0, 9, 4] [0, 1, 2, 6]
[8, 0, 9] 4 [0, 1, 2, 6]
[8, 0, 9] [0, 1, 2, 4, 6]
[8, 0] 9 [0, 1, 2, 4, 6]
[8, 0] [0, 1, 2, 4, 6, 9]
[8] 0 [0, 1, 2, 4, 6, 9]
[8] [0, 0, 1, 2, 4, 6, 9]
[] 8 [0, 0, 1, 2, 4, 6, 9]
[0, 0, 1, 2, 4, 6, 8, 9]
nums = [0, 0, 1, 2, 4, 6, 8, 9]
完成直接插入排序
(有序部分在后,由于前面取出了一个比对数字,有序部分的下标就会减1,元素位置前移一位)</font)。记住这一点,一般就会顺利用代码实现直接插入排序(有序部分在后)了。
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2.2 直插排序代码(有序在后)
class MySortR:
''' 直插排序(后置有序) '''
def __init__(self, nums):
''' 自动接收待排序数组并调用sort方法工作 '''
self.sort(nums) # 自动调用sort进行直插排序工作。
def sort(self, nums):
''' 直插排序操作 '''
print(f"\n插入排序过程:\n{'':~^50}")
n = len(nums)
for i in range(n-2, -1, -1):
print(f"\n索引:{i},数字:{nums[i]}\n列表状态:无序{nums[:i]},有序{nums[i+1:]}")
work = nums.pop(i) # 用pop方法取出比对数。
k = i
print('比对过程:')
while k < n-1:
print(f"{work:>11} → {nums[k]}")
if work < nums[k]:
nums.insert(k, work) # 找到比取出比对数小的数,将比对数直接插入其后。
break
k += 1
if k > n - 2:
nums.insert(n, work) # 在有序部分没有比取出比对数更大的数,直接将比对数插入有序之尾。
# return 本方法是对列表原址操作,什么也不用返回。本方法不需return语句。
if __name__ == '__main__':
nums = list(map(int, input('\n输入数组(如[8 3 2):').split()))
MySortR(nums)
print(f"\n{'':~^50}\n插入排序后数组:{nums}\n")
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2.3 直插排序比对工作过程
CSDN博主“隰有游龙”的“老”文章——2021-04-14发布的博文“排序算法——直接插入排序”,对“直插排序法”有详细的图文讲解。有兴趣,可以点击蓝色文字跳转查看。
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