排序算法——插入排序

一.直接插入排序

時間複雜度:O(n2

空間複雜度:O(1)

示例代碼:

#include<iostream>
#include<string.h>
using namespace std;
#define LENGTH(s) (sizeof(s) / sizeof(int))

void insertsort_zhijie(int a[]){//將亂序數組遞增排列
    int i,j,k;
    for(i=1;i<10;i++){
        k=a[i];
        j=i-1;
        while(j>=0&&k<a[j]){//如果k小於a[j]的話,需要將k放到a[j]的前面
            a[j+1]=a[j];
            j--;
        }
        a[j+1]=k;
    }
};

int main(){
    int a[]={9,1,2,3,6,4,5,0,8,7};
    insertsort_zhijie(a);
    for(int i=0;i<10;i++)
        cout<<a[i]<<"  ";
}

分析:將數組分爲有序區和無序區,開始的時候有序區只有a[0],即第一個元素,然後從無序區開頭的元素一個 一個的往有序區排。數組中相同的元素在排完序後順序不變,爲穩定排序。


二.折半插入排序

時間複雜度:O(n2

空間複雜度:O(1)

示例代碼:

#include<iostream>
#include<string.h>
using namespace std;
#define LENGTH(s) (sizeof(s) / sizeof(int))

void insertsort_zheban(int a[]){//將亂序數組遞增排列
    int i,j,k,low,high,mid;
    for(i=1;i<10;i++){
        k=a[i];
        low=0;high=i-1;
        while(low<=high){//折半查找找到插入位置high+1
                mid=(low+high)/2;
                if(k<a[mid]){
                    high=mid-1;
                }else{
                    low=mid+1;
                }
        }
        for(j=i-1;j>=high+1;j--){//把high+1與i-1之間的元素後移一個
            a[j+1]=a[j];
        }
        a[high+1]=k;//插入
    }
}

int main(){
    int a[]={9,1,2,3,6,4,5,0,8,7};
    //int a[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
    insertsort_zheban(a);
    for(int i=0;i<10;i++)
        cout<<a[i]<<"  ";
}

分析:先通過折半查找的方式,找到無序區首元素應該插入的位置high+1,然後將high+1到i-1的元素後移。穩定的排序算法。


三.希爾排序

時間複雜度:是gap序列的函數,但一般認爲是O(n1.3

空間複雜度:O(1)

#include<iostream>
#include<string.h>
using namespace std;
#define LENGTH(s) (sizeof(s) / sizeof(int))

void shellsort(int a[]){//將亂序數組遞增排列
    int i,j,k,gap;
    gap=10/2;//此處取gap(增量)的初始值爲數組長度的一半,以後依次取gap的一半。
    while(gap>0){//採用直接插入排序
        for(i=gap;i<10;i++){
            k=a[i];
            j=i-gap;
            while(j>=0&&k<a[j]){
                a[j+gap]=a[j];
                j=j-gap;
            }
            a[j+gap]=k;
        }
        gap=gap/2;
    }
}

int main(){
    int a[]={9,1,2,3,6,4,5,0,8,7};
    //int a[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
    shellsort(a);
    for(int i=0;i<10;i++)
        cout<<a[i]<<"  ";
}

分析:對間隔爲增量gap的元素進行排序,知道進行到最後一次才形成有序。不穩定的排序算法。

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