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【愚公系列】2023年11月 七大查找算法(一)-顺序查找
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【愚公系列】2023年11月 七大查找算法(二)-二分查找
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【愚公系列】2023年11月 七大查找算法(三)-插值查找
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【愚公系列】2023年11月 七大查找算法(四)-斐波那契查找
20
【愚公系列】2023年11月 七大查找算法(五)-树查找
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【愚公系列】2023年11月 七大查找算法(六)-哈希查找
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【愚公系列】2023年11月 七大查找算法(七)-分块查找
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【愚公系列】2023年11月 十一大排序算法(零)-排序算法简介
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【愚公系列】2023年11月 十一大排序算法(一)-冒泡排序
25
【愚公系列】2023年11月 十一大排序算法(二)-快速排序
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【愚公系列】2023年11月 十一大排序算法(三)-插入排序
27
【愚公系列】2023年11月 十一大排序算法(四)-希尔排序
28
【愚公系列】2023年11月 十一大排序算法(五)-选择排序
29
【愚公系列】2023年11月 十一大排序算法(六)-堆排序
30
【愚公系列】2023年11月 十一大排序算法(七)-归并排序
31
【愚公系列】2023年11月 十一大排序算法(八)-计数排序
32
【愚公系列】2023年11月 十一大排序算法(九)-桶排序
33
【愚公系列】2023年11月 十一大排序算法(十)-基数排序
34
【愚公系列】2023年12月 十一大排序算法(十一)-二叉树排序
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【愚公系列】2023年12月 五大常用算法(一)-分治算法
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【愚公系列】2023年12月 五大常用算法(二)-回溯算法
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【愚公系列】2023年12月 五大常用算法(三)-动态规划算法
38
【愚公系列】2023年12月 五大常用算法(四)-贪心算法
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【愚公系列】2023年12月 五大常用算法(五)-分支限界算法

【愚公系列】2023年11月 十一大排序算法(三)-插入排序

🏆 作者简介,愚公搬代码 🏆《头衔》:华为云特约编辑,华为云云享专家,华为开发者专家,华为产品云测专家,CSDN博客专家,阿里云专家博主,腾讯云优秀博主,掘金优秀博主,51CTO博客专家等。 🏆《近期荣誉》:2022年CSDN博客之星TOP2,2022年华为云十佳博主等。

🏆《博客内容》:.NET、Java、Python、Go、Node、前端、IOS、Android、鸿蒙、Linux、物联网、网络安全、大数据、人工智能、U3D游戏、小程序等相关领域知识。

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🚀前言

排序算法是一种将一组数据按照特定的规则进行排列的方法。排序算法通常用于对数据的处理,使得数据能够更容易地被查找、比较和分析。

下面是常见的11种排序算法:

  1. 冒泡排序(Bubble Sort):比较相邻的元素,如果前面的元素大于后面的元素,就交换这两个元素的位置。时间复杂度为O(n^2)。
  2. 选择排序(Selection Sort):在未排序的数据中找到最小(大)的元素,放置在已排序的数据末尾。时间复杂度为O(n^2)。
  3. 插入排序(Insertion Sort):将未排序的元素插入到已排序的序列中,时间复杂度为O(n^2)。
  4. 希尔排序(Shell Sort):希尔排序是插入排序的一种改进,它将原序列分割成若干个子序列,对每个子序列进行插入排序,最后对整个序列进行插入排序。时间复杂度为O(nlogn)。
  5. 二路归并排序(Merge Sort):二路归并排序是指将一个序列分成两个子序列,分别对两个子序列进行归并排序,然后将排序好的两个子序列合并成一个有序序列的过程。这种排序思想采用了分治算法的思想,排序效率较高,时间复杂度为 O(nlogn)。
  6. 快速排序(Quick Sort):选择一个基准元素,将大于基准元素的数放在一边,小于基准元素的数放在另一边,递归执行该过程,最后得到有序序列。时间复杂度为O(nlogn)。
  7. 堆排序(Heap Sort):将序列转换为一个大根堆,每次将堆顶元素与堆底元素交换,然后将剩余元素重新构建堆,重复执行该过程,最后得到有序序列。时间复杂度为O(nlogn)。
  8. 计数排序(Counting Sort):统计小于等于每个元素的个数,再依次计算出每个元素在有序序列中的位置。时间复杂度为O(n+k),其中k为最大元素值。
  9. 桶排序(Bucket Sort):将元素分到多个桶中,对每个桶进行排序,最后将所有桶中的元素按顺序合并起来。时间复杂度为O(n)。
  10. 基数排序(Radix Sort):按照低位到高位的顺序对元素进行排序,依次排序后得到有序序列。时间复杂度为O(dn),其中d为元素的位数。
  11. 多路归并排序:多路归并排序是指将一个序列分成多个子序列,然后对每个子序列进行排序,最后将排好序的子序列合并成一个有序序列的过程。多路归并排序的时间复杂度不仅取决于序列长度,还取决于子序列个数。多路归并排序的优点是可以对比二路归并排序更加高效地利用计算机的多核心处理能力,因此在大规模数据处理中有广泛的应用。

🚀一、简单插入排序

🔎1.基本思想

简单插入排序基本思想是将待排序的元素插入到已排序的序列中,保持已排序序列的有序性。具体步骤如下:

  1. 假设待排序序列为arr,初始时将第一个元素arr0看作已排序序列,其余元素为未排序序列。
  2. 从未排序序列中取出一个元素arri,从已排序序列的最后一个元素arrj开始,依次与已排序序列中的元素进行比较。如果arri小于arrj,则将arri插入到arrj之前;否则将arri插入到arrj之后。
  3. 重复上述步骤,直到未排序序列中所有元素都被插入到已排序序列中。

简单插入排序的时间复杂度为O(n^2),空间复杂度为O(1)。由于其基本思想简单易懂、代码实现简单,并且对于小规模数据排序效果良好,因此被广泛应用。

🔎2.复杂度分析

简单插入排序的时间复杂度为O(n^2),其中n为序列中元素的个数。具体分析如下:

最好情况下,当序列已经有序时,每个元素只需要比较一次,不需要移动位置,时间复杂度为O(n)。

最坏情况下,当序列逆序时,每个元素都需要和前面的元素比较,并且每次比较都需要移动位置,时间复杂度为O(n^2)。

平均情况下,假设序列中任意两个元素的比较概率相等,那么平均比较次数为n/2,平均移动次数也为n/2,因此时间复杂度为O(n^2)。

简单插入排序的时间复杂度为O(n^2),不论最好、最坏、还是平均情况下都如此,它在大规模数据排序时效率较低,但是对于小规模数据或者部分有序的数据,插入排序是一种不错的选择。

🔎3.应用场景

简单插入排序适用于以下应用场景:

  1. 数据量较小的情况:简单插入排序的时间复杂度为O(n^2),对于数据量比较小的情况,其性能表现十分优秀。
  2. 部分有序的数据:如果待排序的数据本身就有一定的有序性,那么简单插入排序的性能会更加优秀。
  3. 数据量较大且为部分有序的情况:当数据量比较大时,简单插入排序的时间会比较长,但是如果数据本身是部分有序的,那么使用简单插入排序的效率也会比较高。

简单插入排序适用于对数据量较小、或者部分有序的数据进行排序的场景。

🔎4.示例

代码语言:c#
复制
/// <summary>
/// 简单插入排序
/// </summary>
public class Program {

    public static void Main(string[] args) {
        int[] array = { 43, 69, 11, 72, 28, 21, 56, 80, 48, 94, 32, 8 };
        StraightInsertionSort(array);
        ShowSord(array);

        Console.ReadKey();
    }

    private static void ShowSord(int[] array) {
        foreach (var num in array) {
            Console.Write($"{num} ");
        }
        Console.WriteLine();
    }

    public static void StraightInsertionSort(int[] array) {
        for (int i = 1; i < array.Length; i++) {
            int sentinel = array[i];
            int j = i - 1;
            while (j >= 0 && sentinel < array[j]) {
                array[j + 1] = array[j];
                j--;
            }
            array[j + 1] = sentinel;
        }
    }

}
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🚀感谢:给读者的一封信

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