Python插入法排序练习

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Python插入法排序练习

在学习编程语言时，排序算法是一个非常基础且重要的概念。其中，插入排序是一种简单但有效的排序算法，它的思想是将一个序列分为有序区和无序区，每次从无序区中取出一个元素插入到有序区的合适位置，直到无序区为空为止。在本文中，我们将通过Python代码示例来演示插入排序算法的实现过程。

插入排序的基本思想

插入排序的基本思想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。其步骤如下：

从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序。
取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描。
如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置。
重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或等于新元素的位置。
将新元素插入到该位置后。
重复步骤2~5。

插入排序的代码实现

下面是用Python实现插入排序算法的代码示例：

def insertion_sort(arr):
    for i in range(1, len(arr)):
        key = arr[i]
        j = i - 1
        while j >= 0 and key < arr[j]:
            arr[j + 1] = arr[j]
            j -= 1
        arr[j + 1] = key

# 测试代码
arr = [12, 11, 13, 5, 6]
insertion_sort(arr)
print("排序后的数组：", arr)

在上面的代码中，我们定义了一个insertion_sort函数来实现插入排序算法。在主函数中，我们定义了一个待排序的数组arr，然后调用insertion_sort函数进行排序，并输出排序后的结果。

插入排序的流程图

下面是插入排序算法的流程图：

flowchart TD
    A(开始)
    B{i < len(arr)}
    C{key < arr[j]}
    D{插入key}
    E(结束)
    
    A --> B
    B -- 是 --> C
    B -- 否 --> D
    C --> D
    D --> B
    D -- 否 --> E

根据流程图，我们可以看到插入排序算法的基本流程，即不断比较当前元素与已排序序列的元素，插入到合适的位置。

插入排序的序列图

下面是插入排序算法的序列图示例：

sequenceDiagram
    participant i
    participant j
    participant key
    participant arr

    i ->> j: j = i - 1
    loop
        j ->> key: key = arr[i]
        j -->> j: j--
    end
    j ->> arr: arr[j] > key
    j -->> arr: arr[j+1] = arr[j]
    arr ->> j: j+1

在上面的序列图中，我们可以看到插入排序算法的每个具体步骤，包括取出当前元素，与已排序序列中的元素比较并插入等操作。