常用排序之————插入排序

常用排序之————插入排序直接插入排序和希尔排序

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常用排序之————插入排序

插入排序

插入排序有可分为两种:直接插入排序 和 希尔排序

基本思想:

直接插入排序是一种简单的插入排序法,其基本思想是:
把待排序的记录按其
关键码(key)
值的大小逐个插入到一个已经排好序的有序序列中,直到所有的记录插入完为
止,得到一个新的有序序列

直接插入排序

基本思想

当插入第
i(i>=1)
个元素时,前面的所有元素如
array[0],array[1],…,array[i-1]
已经排好序,此时用
array[i]
的排序码与 array[i-1],array[i-2],…的排序码顺序进行比较,找到插入位置即将
array[i]
插入,原来位置上的元素顺序后移。

图片解析

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依次类推……………………

代码参考

void InertSort(int* a, int n) { assert(a); for (int i = 0; i < n - 1; i++) { int tmp = a[i + 1]; int begin = i; while (begin >= 0) { if (a[begin + 1] < a[begin]) { a[begin + 1] = a[begin]; begin--; } else { break; } a[begin + 1] = tmp; } } }

直接插入排序的特性总结:

1.
元素集合越接近有序,直接插入排序算法的时间效率越高
2.
时间复杂度:
O(N^2)
以最坏情况看 每次会进行N次交换,且会进行N次
则时间复杂度为 N^2
3.
空间复杂度:
O(1)
,它是一种稳定的排序算法
4.
稳定性:不稳定

希尔排序( 缩小增量排序 )

基本思想

希尔排序法又称缩小增量法。希尔排序法的基本思想是:
先选定一个整数(gap),把待排序文件中所有记录分成个
组(gap组),所有距离为的记录分在同一组内,
并对每一组内的记录进行排序
。然后,取,重复上述分组和排序的工
作。当到达
=1

(即直接插入排序时)
,所有记录在统一组内排好序
总结一下就是:分为预排序 和 排序 当gap>1 时 是预排序  == 1 时 相当于排序(直接插入排序)

如图分析

若 gap = N / 3 + 1
常用排序之————插入排序
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代码参考

void ShellSort(int* a, int n) { int gap = n; //不能 == 1 若== 1 1 / 3 + 1 = 1 进入死循环 while (gap > 1) { gap = gap / 3 + 1; for (int i = 0; i < n - gap; i += gap) { int tmp = a[i + gap]; int end = i; while (end >= 0) { if (a[end + gap] < a[end]) { a[end + gap] = a[end]; end -= gap; } else { break; } a[end + gap] = tmp; } } } }

希尔排序的特性总结:

1.
希尔排序是对直接插入排序的优化。其中也利用了直接插入排序.
2.

gap > 1
时都是预排序,目的是让数组更接近于有序。当
gap == 1
时,数组已经接近有序的了,这样就 会很快。这样整体而言,可以达到优化的效果。我们实现后可以进行性能测试的对比。
3.希尔排序的时间复杂度不好计算,因为
gap
的取值方法很多,导致很难去计算,因此在好些树中给出的希尔排序的时间复杂度都不固定
大致为 O(logN^1.25 —– 1.6N^1.25)

简单粗略计算希尔排序的时间复杂度

以 gap = N / 3   
总体大致
可以看作 gap 组  每组 3 个数据
则 第一趟预排序
最差的情况 会走 (1+2)* N/ 3               ==  N
第二趟预排序
最差情况 会走 (1 + 2 + …+ 8)* N / 9   ==  4N
………………
最后一趟 也是直接插入排序,但是经过预排序,数据已经接近有序;则,最后一趟 会走 N
常用排序之————插入排序
图大致是这样的,因此可以大致认为 希尔排序的 时间复杂度为
O(logN^1.25)
  

 

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