java排序算法之插入排序

插入排序概念

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插入排序（Insertion Sort）是一种简单直观的排序算法。它将数组划分为已排序和未排序两个部分，每次从未排序部分取出一个元素，插入到已排序部分的正确位置。重复这个过程直到所有元素都被插入到合适的位置。

实现步骤

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以下是插入排序的算法步骤：

1. 从第二个元素开始，将其视为当前元素。
2. 将当前元素与它前面的元素依次比较，如果前面的元素较大，则将前面的元素后移一位，为当前元素腾出插入位置。
3. 重复步骤2，直到找到当前元素的正确插入位置。
4. 将当前元素插入到正确的位置。
5. 重复步骤1-4，直到所有元素都被插入到合适的位置。

代码示例

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以下是使用 Java 实现插入排序的示例代码：

/**
 * @Author: hrd
 * @CreateTime: 2023/7/25 15:23
 * @Description:
 */
public class InsertionSort {
  // 测试示例
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {5, 2, 9, 1, 7, 6};
        InsertionSort insertionSort = new InsertionSort();
        insertionSort.insertionSort(array);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }
    public void insertionSort(int[] array) {
        if (array == null || array.length <= 1) {
            return;
        }

        int n = array.length;
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            int key = array[i];
            int j = i - 1;

            // 向前比较并后移元素，直到找到正确的插入位置
            while (j >= 0 && array[j] > key) {
                array[j + 1] = array[j];
                j--;
            }

            // 插入当前元素到正确的位置
            array[j + 1] = key;
        }
    }

  
}

总结

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• 在以上示例中，我们创建了一个 InsertionSort 类的实例，并调用 insertionSort 方法对输入数组 {5, 2, 9, 1, 7, 6} 进行插入排序。最后输出结果。
• 插入排序适合以下场景：
  1. 小规模数组：相比于其他高效的排序算法（如快速排序、归并排序），插入排序在小规模数组上的性能更好。当数组元素数量较小时，插入排序可以是一个简单且有效的选择。
  2. 基本有序的数组：如果数组已经近乎有序或部分有序，插入排序的性能会更好。由于插入排序的特点是将较小的元素向前移动，当数组接近有序时，只需要少量的比较和移动操作就可以完成排序。
  3. 部分有序的数组：如果数组中存在一些部分有序的子数组（例如，某些元素的顺序是正确的），插入排序可以通过对这些子数组进行插入操作来加快排序过程。这使得插入排序在处理部分有序数据时表现出良好的性能。
  4. 稳定性要求：插入排序是一种稳定的排序算法，即相等元素的相对顺序不会改变。在一些需要保持相同元素相对顺序的场景下，插入排序是一个很好的选择。
• 总之，插入排序适用于处理小规模的数组，对基本有序、部分有序或需要保持稳定性的数组都表现出良好的性能。然而，对于大规模乱序的数组，插入排序的效率将不如其他高级排序算法。因此，在实际应用中需要根据数据规模和特点选择合适的排序算法。