Java插入排序

插入排序是一种简单直观的排序算法，它的基本思想是将一个元素逐步插入到已经排序好的部分，直至所有元素都被插入完成。以下是插入排序的实现步骤：

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. 如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置。
4. 重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或等于新元素的位置。
5. 将新元素插入到该位置后。 重复步骤2~5，直到整个序列排序完成。

Java代码实现如下，这里也提供了另外2种方法供大家参考：

public class InsertionSort {

    public static void insertionSort(int[] arr) {
        //默认索引0的元素已排序，从索引1开始
        for (int low = 1; low < arr.length; low++) {
            int temp = arr[low];
            int i = low - 1;
            // 自右向左找插入位置，如果比待插入元素大，则不断右移，空出插入位置
            while (i >= 0 && temp < arr[i]) {
                arr[i + 1] = arr[i];
                i--;
            }
            // 找到插入位置, 此处不加判断也可
            if (i != low - 1) {
                arr[i + 1] = temp;
            }
        }
    }

    // 相比较第一种方法的缺点: 赋值次数较多
    public static void insertionSort2(int[] arr) {
        for (int low = 1; low < arr.length; low++) {
            int i = low - 1;
            while (i >= 0 && arr[i] > arr[i + 1]) {
                //交换位置
                int temp = arr[i];
                arr[i] = arr[i + 1];
                arr[i + 1] = temp;
                i--;
            }
        }
    }

    // 和上述两种相比，先找到已排序的区间
    public static void insertionSort3(int[] arr) {
        //1.找到第一个无序是从哪个索引开始的
        int startIndex = -1;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if(arr[i] > arr[i + 1]){
                startIndex = i + 1;
                break;
            }
        }
        //2.从无序的startIndex开始遍历
        for (int i = startIndex; i < arr.length; i++) {
            //记录当前要插入数据的索引
            int j = i;
            while(j > 0 && arr[j] < arr[j - 1]){
                //交换位置
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j - 1];
                arr[j - 1] = temp;
                j--;
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr1 = {8, 6, 7, 5, 3, 1, 2, 4};
        System.out.println("原始数组:    " + Arrays.toString(arr1));
        // 调用插入排序方法
        insertionSort(arr1);
        System.out.println("排序后数组:  " + Arrays.toString(arr1) + "\n");

        int[] arr2 = {8, 6, 7, 5, 3, 1, 2, 4};
        System.out.println("原始数组2:   " + Arrays.toString(arr2));
        // 调用插入排序方法2
        insertionSort2(arr2);
        System.out.println("排序后数组2: " + Arrays.toString(arr2) + "\n");

        int[] arr3 = {8, 6, 7, 5, 3, 1, 2, 4};
        System.out.println("原始数组3:   " + Arrays.toString(arr3));
        // 调用插入排序方法3
        insertionSort3(arr3);
        System.out.println("排序后数组3: " + Arrays.toString(arr3));
    }
 }