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直接插入排序(Straight Insertion Sort)是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是通过构建有序序列,对于未排序数据,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应位置并插入。插入排序在实现上,通常采用in-place排序(即只需用到O(1)的额外空间的排序),因而在从后向前扫描过程中,找到排序位置后,需要将已排序元素逐步向后挪位,为最新元素提供插入空间。

直接插入排序的步骤

  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
  6. 重复步骤2~5

直接插入排序的性能

  • 时间复杂度

    • 最好情况(输入数组已经是排序好的):O(n),其中n是数组的长度。
    • 最坏情况(输入数组是逆序的):O(n^2)。
    • 平均情况:O(n^2)。
  • 空间复杂度:O(1),因为它是一种原地排序算法,只需要常量级别的额外空间。

  • 稳定性:稳定排序。如果两个相等的元素在排序前的相对顺序和排序后的相对顺序相同,则认为排序是稳定的。在直接插入排序中,如果两个元素相等,则后出现的元素不会移动到先出现的元素之前,因此它是稳定的。

实际应用

尽管直接插入排序在大数据集上效率不高,但由于其实现简单,且在小规模数据或基本有序的数据集上性能良好,因此在某些情况下仍然被使用。此外,它也是其他更复杂排序算法(如希尔排序)的基础。

模板代码:

class Solution {
public:vector<int> sortArray(vector<int>& nums) {int n=nums.size();for(int i=1;i<n;i++){                       //对nums[0...n-1]进行直接插入排序if(nums[i-1] > nums[i]){                //需要插入到前面已经排好序的子表中int j,temp=nums[i];                 //temp暂存待插入元素for(j=i-1;j>=0 && nums[j]>temp;j--) //将大于temp的元素全部向后移以为,给nums[i]腾出空间nums[j+1]=nums[j];nums[j+1]=temp;}}return nums;}
};

http://www.ds6.com.cn/news/2830.html

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