第 7 章 排序算法(4)(插入排序)

7.7插入排序

7.7.1插入排序法介绍:

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。

7.7.2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，无序表中包含有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。

7.7.3插入排序思路图:

7.7.4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

代码实现：

推导过程的代码：

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;/*** 插入排序**/
public class InsertSort {public static void main(String[] args) {int[] arr = {101, 34, 119, 1};System.out.println("排序前数据：");System.out.println(Arrays.toString(arr));insertSort(arr);}//插入排序public static void insertSort(int[] arr) {//使用逐步推导的方式来演示 插入排序//第1轮 {101, 34, 119, 1} => {34, 101, 119, 1}//{101, 34, 119, 1} => {34, 101, 119, 1}//第1轮//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];insertIndex--;}//当退出while循环时，说明插入的位置找到，insertIndex + 1arr[insertIndex + 1] = insertVal;System.out.println("第一轮插入排序：");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];insertIndex--;}arr[insertIndex + 1] = insertVal;System.out.println("第二轮插入排序：");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];insertIndex--;}arr[insertIndex + 1] = insertVal;System.out.println("第三轮插入排序：");System.out.println(Arrays.toString(arr));}
}

插入排序代码：

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;/*** 插入排序**/
public class InsertSort {public static void main(String[] args) {int[] arr = {101, 34, 119, 1};System.out.println("排序前数据：");System.out.println(Arrays.toString(arr));insertSort(arr);}//插入排序public static void insertSort(int[] arr) {for (int i = 1; i < arr.length; i++) {int insertVal = arr[i];int insertIndex = i - 1;while (insertIndex >= 0 && insertVal < arr[insertIndex]) {arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex];insertIndex--;}//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 + "轮插入排序：");System.out.println(Arrays.toString(arr));}}
}

测试插入排序效率的代码：

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;/*** 插入排序**/
public class InsertSort {public static void main(String[] args) {//测试一插入排序的速度， 给80000个数据 测试int arr[] = new int[80000];for (int i = 0, size = arr.length; i < size; i++) {arr[i] = (int) (Math.random() * 80000);//生成一个【0，80000)数}long startTime = System.currentTimeMillis();insertSort(arr);long endTime = System.currentTimeMillis();SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");String start = dateFormat.format(new Date(startTime));String end = dateFormat.format(new Date(endTime));System.out.println("排序前时间：" + start);// 2023-08-20 15:11:38System.out.println("排序后时间：" + end);// 2023-08-20 15:11:38}//插入排序public static void insertSort(int[] arr) {for (int i = 1; i < arr.length; i++) {int insertVal = arr[i];int insertIndex = i - 1;while (insertIndex >= 0 && insertVal < arr[insertIndex]) {arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex];insertIndex--;}//这里我们判断是否需要赋值if (insertIndex + 1 != i){arr[insertIndex + 1] = insertVal;}}}
}