插入排序(Insertion Sort)是一种简单直观、稳定的排序算法,适合少量数据或基本有序的序列。它的工作方式就像整理手里的扑克牌:每次从桌上拿一张牌,把它插到左手中已排好序的位置,直到所有牌都拿完。
算法步骤
- 把数组分为"已排序"和"未排序"两部分,初始时第一个元素视为已排序。
- 从未排序部分依次取出一个元素,从右向左与已排序部分的元素比较:
• 如果已排序元素大于当前元素,就把它向右挪一位;
• 直到找到第一个不大于当前元素的位置,把当前元素插入该空位。 - 重复步骤 2,直到未排序部分为空。
示例
原始数组:[6, 2, 5, 8, 7]
- 第 1 轮:2 与 6 比较,2 < 6,把 6 右移,2 插到最前 → [2, 6, 5, 8, 7]
- 第 2 轮:5 与 6 比较,5 < 6,把 6 右移;再与 2 比较,5 > 2,插入中间 → [2, 5, 6, 8, 7]
- 第 3 轮:8 > 6,不动 → [2, 5, 6, 8, 7]
- 第 4 轮:7 依次与 8、6 比较,7 < 8,8 右移;7 > 6,插入 → [2, 5, 6, 7, 8]
排序完成。
特点
- 时间复杂度:最好 O(n)(已基本有序),最坏 O(n²)(逆序),平均 O(n²)。
- 空间复杂度:O(1)(原地排序)。
- 稳定:相同元素的相对位置不会改变。