插入排序(Insertion Sort)

插入排序(Insertion Sort)是一种简单直观的排序算法,它的工作原理如下:

  1. 将数组分为已排序部分和未排序部分:初始时,已排序部分仅包含数组的第一个元素,其余元素被视为未排序部分。

  2. 从未排序部分取出第一个元素 :将未排序部分的第一个元素暂存于一个变量(如key)中。

  3. 将key元素与已排序部分进行比较并插入 :从已排序部分的末尾开始,向前遍历,将key与每个元素逐个比较。如果key小于当前元素,则将当前元素向后移动一位,直至找到key的正确插入位置。将key插入该位置,完成一轮插入。

  4. 重复以上过程:接着从未排序部分取出下一个元素,重复步骤2和3。每次插入后,已排序部分的长度增加1,未排序部分的长度减1。

  5. 遍历完整个数组:持续进行上述过程,直至未排序部分为空,即整个数组排序完成。

时间复杂度:

  • 最好情况(输入数组已经是有序的):只需进行一次遍历即可确认数组有序,无需进行任何移动,此时时间复杂度为 O(n)。
  • 最坏情况(输入数组逆序排列):需要进行 n-1 轮遍历,每轮都需要进行 n-i 次移动(i 表示当前轮次),因此总的移动次数为 n(n−1)/2,时间复杂度为 O(n2)。
  • 平均情况:时间复杂度也为 O(n2)。

空间复杂度:插入排序是原地排序算法,只需要常数级别的额外空间用于临时存储待插入的元素,因此空间复杂度为 O(1)。

稳定性:插入排序是稳定的排序算法,即相同值的元素在排序前后相对位置不会改变。

插入排序在处理小规模数据或部分有序数据时,表现良好。对于大规模数据,由于其时间复杂度较高,效率不如快速排序、归并排序等高级排序算法。下面是插入排序的Python实现:

复制代码
复制代码
1def insertion_sort(arr):
2    n = len(arr)
3
4    # 遍历数组中的所有元素
5    for i in range(1, n):
6        
7        # 将当前元素(arr[i])暂存于变量key中
8        key = arr[i]
9
10        # 将key元素与已排序部分进行比较并插入
11        j = i - 1
12        while j >= 0 and key < arr[j]:
13            arr[j + 1] = arr[j]  # 将当前元素向后移动一位
14            j -= 1  # 继续向前比较
15
16        arr[j + 1] = key  # 将key插入正确位置
17
18    return arr

插入排序的基本逻辑,遍历数组并将每个元素插入到已排序部分的正确位置。每次插入后,已排序部分的长度增加1,直至整个数组排序完成。

相关推荐
高级程序源5 小时前
django校园寻物通失物招领平台32261-计算机课程设计、毕业设计
vue.js·python·mysql·小程序·django·flask·课程设计
WeiXin_DZbishe5 小时前
基于springboot宠物领养系统-计算机毕设 附源码【课程设计】94217
vue.js·spring boot·python·django·php·课程设计
码爸6 小时前
线性回归算法
算法·机器学习·线性回归
kimnoic6 小时前
Python数据库学习心得:SQLite、MySQL、PostgreSQL优缺点
开发语言·python
snhna6 小时前
向量数据库深度实战:从 HNSW 到 pgvector、Milvus 选型与 RAG 落地
数据库·人工智能·python·postgresql·milvus
Coder-magician6 小时前
《代码随想录》刷题打卡day51:图论-part09(dijistra堆优化,Bellman_ford算法)
算法·图论
Nil2086 小时前
leetcode 763划分字母区间
算法·leetcode·职场和发展
不会就选b6 小时前
算法日常・每日刷题--<动态规划>20
算法·leetcode·动态规划
必须得开心呀7 小时前
python编写带界面的软件,需要安装哪些插件
开发语言·python
Wx-bishekaifayuan7 小时前
express皖美特色农产品网售系统53118-计算机课程设计、毕业设计
人工智能·spring boot·后端·python·课程设计·express·旅游