写排序方法之前还是先介绍一下排序相关的概念:
排序:将任一资源(内存中的数据或文件等等)通过某种方式整理成 按关键字 有序排列的过程 叫排序。
排序的稳定性: 对序列中的两个或两个以上的相等的数据(Ri = Rj , i != j), 排序前 Ri 先于 Rj , 排序后Ri 仍然先于 Rj ,则称该排序是稳定的。否则称为该排序是不稳定的。
比较算法的评判标准: 时间复杂度、控件复杂度、算法的稳定性。
排序的分类:
1、内部排序: 所有数据元素都加载到内存中。
2、外部排序:待排序数据元素太多,无法全部加载到内存中,排序过程中必须在内、外存之间进行数据交换 。
直接插入排序:
直接插入排序的思想是,对于待排序元素集合 Rs={R1,R2 , ... Rn} , 将集合划分为已排好序的Rs1={R1,R2, ... Ri-1} ,和Rs2={Ri ,Ri+1, ... Rn} ,即将进行排序的元素Ri,插入到已经排好序的序列Rs1中,直到所有的元素都插入完为止。显然,R1是有序的。下面给一个序列Rs={37 , 40 , 38 , 42 , 461 , 5 , 7 , 9 , 12},
初始序列 | 37 | 40 | 38 | 42 | 461 | 5 | 7 | 9 | 12 |
第一趟排序结果 | {37 | 40} | |||||||
第二趟排序结果 | {37 | 38 | 40} | ||||||
第三趟排序结果 | {37 | 38 | 40 | 42} | |||||
第四趟排序结果 | {37 | 38 | 40 | 42 | 461} | ||||
第五趟排序结果 | {5 | 37 | 38 | 40 | 42 | 461} | |||
第六趟排序结果 | {5 | 7 | 37 | 38 | 40 | 42 | 461} | ||
第七趟排序结果 | {5 | 7 | 9 | 37 | 38 | 40 | 42 | 461} | |
第八趟排序结果 | {5 | 7 | 9 | 12 | 37 | 38 | 40 | 42 | 461} |
以下为该算法的Java实现版:
public static void insertSort(int[] collection) { if (null == collection || collection.length == 0) return; int temp, j; for (int i = 1; i < collection.length; i++) { temp = collection[i]; j = i - 1; while (j >= 0 && temp < collection[j]) { collection[j + 1] = collection[j]; j--; } collection[j + 1] = temp; } }
该方法使用一个额外空间存储当前待插入的元素,空间复杂度为O(N),而每次插入元素都有可能移动一排好序的元素,其时间复杂度为O(n^2).
二分插入排序是在查找插入位置时使用二分搜索算法,减少关键字的比较次数,但是却不能减少数据元素移动的次数。关于二分查找方法请参见另一篇文章二分查找 , 二分插入排序的一个Java实现版本:
public static void binInsertSort(int[] collection) { if (null == collection || collection.length == 0) return; int temp, j, l, h, m; for (int i = 1; i < collection.length; i++) { l = 0; h = i ; m = -1; temp = collection[i]; while (l < h) { m = (l + h) >> 1; if (temp > collection[m]) { l = m +1; } else { h = m -1; } } j = i - 1; if (m != -1) { while (j >= m && temp < collection[j]) { collection[j + 1] = collection[j]; j--; } } collection[j+1] = temp; } }
直接插入排序就写到这里。