Java實現(xiàn)直接插入排序和折半插入排序算法示例
直接插入排序
1 排序思想:
將待排序的記錄Ri插入到已經排好序的記錄R1,R2,……,R(N-1)中。
對于一個隨機序列而言,就是從第二個元素開始,依次將這個元素插入到它之前的元素中的相應位置。它之前的元素已經排好序。
第1次排序:將第2個元素插入到前邊的有序列表(此時前邊只有一個元素,當然是有序的),之后,這個序列的前2個元素就是有序的了。
第2次排序:將第3個元素插入到前邊長度為2的有序列表,使得前2個元素是有序的。
以此類推,直到將第N個元素插入到前面長度為(N-1)的有序列表中。
2 算法實現(xiàn):
// 直接插入排序 void straight_insert_sort(int num[], int len){ int i,j,key; for(j=1;j<len;j++){ key=num[j]; i=j-1; while(i>=0&&num[i]>key){ num[i+1]=num[i]; i--; } num[i+1]=key; } }
3 性能分析:
3.1 空間復雜度:如上代碼,使用了一個輔助單元key,空間復雜度為O(1)
3.2 時間復雜度:
3.2.1 最好情況:待排序記錄已經是有序的,則一趟排序,關鍵字比較1次,記錄移動2次。則整個過程
比較次數(shù)為
記錄移動次數(shù)為
時間復雜度O(n)
3.2.2 最壞情況:待排序記錄已經是逆序的,則一趟排序,關鍵字比較次數(shù)i次(從i-1到0),記錄移動(i+2)次。整個過程
比較次數(shù)為
記錄移動次數(shù)為
時間復雜度O(n^2)
3.2.3 平均時間復雜度:O(n^2)
3.3 穩(wěn)定性:穩(wěn)定
折半插入排序
1 排序思想:
直接排序的基礎上,將待排序的記錄Ri插入到已經排好序的記錄R1,R2,……,R(N-1)中,由于記錄R1,R2,……,R(N-1)已經排好序,所以在查找插入位置時可采用“折半查找”。
2 算法實現(xiàn):
// 折半插入排序 void binary_insert_sort(int num[], int len){ int i,j,key,low,high,mid; for(i=1;i<len;i++){ key=num[i]; low=0; high=i-1; mid=(low+high)/2; // 尋找插入點,最終插入點在low while(low<=high){ if(key<num[mid]) high=mid-1; else low=mid+1; mid=(low+high)/2; } // 移動記錄 for(j=i;j>low;j--){ num[j]=num[j-1]; } // 插入記錄 num[low]=key; } }
3 性能分析:
3.1 空間復雜度:如上代碼,使用了一個輔助單元key,空間復雜度為O(1)
3.2 時間復雜度:雖然折半查找減少了記錄比較次數(shù),但沒有減少移動次數(shù),因此時間復雜度同直接查找算法。
3.2.1 最好情況:時間復雜度O(n)
3.2.2 最壞情況:時間復雜度O(n^2)
3.2.3 平均時間復雜度:O(n^2)
3.3 穩(wěn)定性:穩(wěn)定
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