数据结构和算法学习--插入排序

Leefs 2020-02-01 PM 2015℃ 0条

# 数据结构和算法学习--插入排序

### 一、插入排序介绍

插入式排序属于内部排序法，是对于欲排序的元素以插入的方式找寻该元素的适当位置，以达到排序的目的。

### 二、插入排序法思想

插入排序(Insertion Sorting)的基本思想是：把n个待排序的元素看成为一个有序表和一个无序表，开始时有序表中只包含一个元素，元素表中包含有n-1个元素，排序过程中每次从无序表中取出第一个元素，把它的排序码依次与有序表元素的排序码进行比较，将它插入到有序表中的适当位置，使之成为新的有序表。

### 三、插入排序思路图

![16.插入排序算法01.png][1]

### 四、插入排序法应用实例

有一群小牛，考试成绩分别是101,34,119,1请从小到大排序

**代码**

```java
public class InsertSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr={101,34,119,1,-1,89};
        insertSort(arr);
    }
    //插入排序
    public static void insertSort(int[] arr){
        int insertVal=0;
        int insertIndex=0;
        //使用for循环
        for(int i=1;i<arr.length;i++){
            insertVal=arr[i];
            insertIndex=i-1;//即 arr[1]的前面这个数的下标
            while(insertIndex>=0 && insertVal < arr[insertIndex]){
                arr[insertIndex+1]=arr[insertIndex];
                insertIndex--;
            }

if(insertIndex +1 != i){
                arr[insertIndex+1]=insertVal;
            }
            System.out.println(Arrays.toString(arr));
        }
    }
}
```

> 运行结果

```
[34, 101, 119, 1, -1, 89]
[34, 101, 119, 1, -1, 89]
[1, 34, 101, 119, -1, 89]
[-1, 1, 34, 101, 119, 89]
[-1, 1, 34, 89, 101, 119]
```

**完整代码**

```java
public class InsertSort2 {

public static void main(String[] args) {
        //int[] arr = {101, 34, 119, 1, -1, 89};
        // 创建要给80000个的随机的数组
        int[] arr = new int[80000];
        for (int i = 0; i < 80000; i++) {
            arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000); // 生成一个[0, 8000000) 数
        }

System.out.println("插入排序前");
        Date data1 = new Date();
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        String date1Str = simpleDateFormat.format(data1);
        System.out.println("排序前的时间是=" + date1Str);

insertSort(arr); //调用插入排序算法

Date data2 = new Date();
        String date2Str = simpleDateFormat.format(data2);
        System.out.println("排序前的时间是=" + date2Str);

//System.out.println(Arrays.toString(arr));

}

//插入排序
    public static void insertSort(int[] arr) {
        int insertVal = 0;
        int insertIndex = 0;
        //使用for循环来把代码简化
        for(int i = 1; i < arr.length; i++) {
            //定义待插入的数
            insertVal = arr[i];
            insertIndex = i - 1; // 即arr[1]的前面这个数的下标

// 给insertVal 找到插入的位置
            // 说明
            // 1. insertIndex >= 0 保证在给insertVal 找插入位置，不越界
            // 2. insertVal < arr[insertIndex] 待插入的数，还没有找到插入位置
            // 3. 就需要将 arr[insertIndex] 后移
            while (insertIndex >= 0 && insertVal < arr[insertIndex]) {
                arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex];// arr[insertIndex]
                insertIndex--;
            }
            // 当退出while循环时，说明插入的位置找到, insertIndex + 1
            // 举例：理解不了，我们一会 debug
            //这里我们判断是否需要赋值
            if(insertIndex + 1 != i) {
                arr[insertIndex + 1] = insertVal;
            }

//System.out.println("第"+i+"轮插入");
            //System.out.println(Arrays.toString(arr));
        }

//使用逐步推导的方式来讲解，便利理解
		//第1轮 {101, 34, 119, 1};  => {34, 101, 119, 1}

//{101, 34, 119, 1}; => {101,101,119,1}
		//定义待插入的数
		int insertVal = arr[1];
		int insertIndex = 1 - 1; //即arr[1]的前面这个数的下标

//给insertVal 找到插入的位置
		//说明
		//1. insertIndex >= 0 保证在给insertVal 找插入位置，不越界
		//2. insertVal < arr[insertIndex] 待插入的数，还没有找到插入位置
		//3. 就需要将 arr[insertIndex] 后移
		while(insertIndex >= 0 && insertVal < arr[insertIndex] ) {
			arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex];// arr[insertIndex]
			insertIndex--;
		}
		//当退出while循环时，说明插入的位置找到, insertIndex + 1
		//举例：理解不了，我们一会 debug
		arr[insertIndex + 1] = insertVal;

System.out.println("第1轮插入");
		System.out.println(Arrays.toString(arr));

//第2轮
		insertVal = arr[2];
		insertIndex = 2 - 1;

while(insertIndex >= 0 && insertVal < arr[insertIndex] ) {
			arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex];// arr[insertIndex]
			insertIndex--;
		}

arr[insertIndex + 1] = insertVal;
		System.out.println("第2轮插入");
		System.out.println(Arrays.toString(arr));

//第3轮
		insertVal = arr[3];
		insertIndex = 3 - 1;

while (insertIndex >= 0 && insertVal < arr[insertIndex]) {
			arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex];// arr[insertIndex]
			insertIndex--;
		}

arr[insertIndex + 1] = insertVal;
		System.out.println("第3轮插入");
		System.out.println(Arrays.toString(arr)); */

}

}
```

> 运行结果

```
插入排序前
排序前的时间是=2020-02-01 22:41:27
排序前的时间是=2020-02-01 22:41:28
```

[1]: https://lilinchao.com/usr/uploads/2020/02/72330779.png

标签: 数据结构和算法, 排序

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