Java经典排序算法之插入排序

一、算法原理

插入排序法：所谓插入排序法乃是将一个数目插入该占据的位置。

假设我们输入的是 “53，27，36，15，69,  42” 我们从第二个数字开始，这个数字是27，我们的任务只要看看27有没有正确的位置，我们的做法是和这个数字左边的数字来比，因此我们比较27和53，27比53小，所以我们就交换27和53，原来的排列就变成了“27, 53, 36, 15, 69, 42 ”

接下来，我们看第3个数字有没有在正确的位置。这个数字是36，它的左边数字是53，36比53小，所以我们将36和53交换，排列变成了 “27,36, 53, 15, 69, 42 "我们必须继续看36有没有在正确的位置，36的左边是27，27比36小，36就维持不动了,这时候排序还是“27, 36, 53, 15, 69, 42 "。

再来看第四个数字，这个数字是15，我们将15和它左边的数字相比，都比15大，所以就将15一路往左移动，这时候排序变成了 “15, 27, 36, 53, 69, 42 ”。

再来看第五个数字，这个数字是69，我们将69和它左边的数字相比，都比69小，所以就69维持不动了，这时候排序变成了 “15, 27, 36, 53, 69, 42 ”

最后，我们检查第六个数字，这个数字是42，42必须往左移，一直移到42的左边是36为止，所以我们的排列就变成了 “15, 27, 36, 42 ,53, 69”排序因此完成了。

ps:读者也可以自己打开下面的链接，自己设定要排序的数组，进行排序演练
直接插入排序动画演示

所谓插入排序法，就是检查第i个数字，如果在它的左边的数字比它大，进行交换，这个动作一直继续下去，直到这个数字的左边数字比它还要小，就可以停止了。插入排序法主要的回圈有两个变数：i和j，每一次执行这个回圈，就会将第i个数字放到左边恰当的位置去。

二、算法描述

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，则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者大于新元素的位置。
5、将新元素插入到该位置。
6、重复步骤2。

三、效率分析

如果目标是把n个元素的序列升序排列，那么采用插入排序存在最好情况和最坏情况如下。
最好情况：序列已经是升序排列了，在这种情况下，需要进行的比较操作需(n-1)次即可。
最坏情况：序列是降序排列，那么此时需要进行的比较共有n(n-1)/2次。
直接插入排序属于稳定的排序，最坏时间复杂度为O(n^2)，最好时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)。
插入排序的赋值操作是比较操作的次数加上(n-1)次。
因此，插入排序不适合对于数据量比较大的排序应用。

四、代码实现

public class InsertSortTest {
  public static void InsertSort(int[] source) {
    int i, j;
    int insertNode;// 要插入的数据
    // 从数组的第二个元素开始循环将数组中的元素插入
    for (i = 1; i < source.length; i++) {
      // 设置数组中的第2个元素为第一次循环要插入的数据
      insertNode = source[i];
      j = i - 1;
      // 如果要插入的元素小于第j个元素，就将第j个元素向后移
      while ((j >= 0) && insertNode < source[j]) {
        source[j + 1] = source[j];
        j--;
      }
      // 直到要插入的元素不小于第j个元素,将insertNote插入到数组中
      source[j + 1] = insertNode;
      System.out.print("第" + i + "趟排序：");
      printArray(source);
    }
  } 

  private static void printArray(int[] source) {
    for (int i = 0; i < source.length; i++) {
      System.out.print("\t" + source[i]);
    }
    System.out.println();
  } 

  public static void main(String[] args) {
    int source[] = new int[] { 53, 27, 36, 15, 69, 42 };
    System.out.print("初始关键字：");
    printArray(source);
    System.out.println("");
    InsertSort(source); 

    System.out.print("\n\n排序后结果：");
    printArray(source);
  } 

}

五、运行结果

初始关键字：   53 27 36 15 69 42 

第1趟排序： 27 53 36 15 69 42
第2趟排序： 27 36 53 15 69 42
第3趟排序： 15 27 36 53 69 42
第4趟排序： 15 27 36 53 69 42
第5趟排序： 15 27 36 42 53 69 

排序后结果： 15 27 36 42 53 69

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持我们。