插入排序算法原理

插入排序

1.概念

插入排序,顾名思义其基本操作就是插入,不断把一个个元素插入到一个序列中,最终得到排序序列。为此只需维护好所构造序列的排序性质,最终就能自然得到结果。

插入排序(Insertion-Sort)的算法描述是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是通过构建有序序列,对于未排序数据,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应位置并插入。插入排序在实现上,通常采用in-place排序(即只需用到O(1)的额外空间的排序),因而在从后向前扫描过程中,需要反复把已排序元素逐步向后挪位,为最新元素提供插入空间。

2.详细分析

插入排序的主要思想是每次取一个列表元素与列表中已经排序好的列表段进行比较,然后插入从而得到新的排序好的列表段,最终获得排序好的列表。

比如,待排序列表为[49,38,65,97,76,13,27,49],则比较的步骤和得到的新列表如下:

(带有背景颜色的列表段是已经排序好的,红色背景标记的是执行插入并且进行过交换的元素)
插入排序算法原理_第1张图片

3.步骤

  1. 从第一个元素开始,该元素可以认为已经被排序
  2. 取出下一个元素,在已经排序的元素序列中从后向前扫描
  3. 如果被扫描的元素(已排序)大于新元素,将该元素后移一位
  4. 重复步骤3,直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置
  5. 将新元素插入到该位置后
  6. 重复步骤2~5

排序演示:
插入排序算法原理_第2张图片

4. python代码

def insert_sort(s):
    for i in range(1,len(s)): #开始时片段[0:1]已排序
        x=s[i]
        j=i
        while j>0 and s[j-1]>x:
            s[j]=s[j-1] #反序逐个后移元素,确定插入位置
            j-=1
        s[j]=x
    return s
s=[2,8,9,1,3]
insert_sort(s)

输出结果:[1,2,3,8,9]

5.算法分析

最佳情况:T(n) = O(n) 最坏情况:T(n) = O(n2) 平均情况:T(n) = O(n2) 稳定

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