插入排序算法

簡介

插入排序算法顧名思義砸王,既要插入數(shù)據(jù)急膀,又不能打亂原來數(shù)組的順序。所以插入排序算法在插入數(shù)據(jù)前需要計算插入的位置并預(yù)留空間辆飘,然后將想要插入的數(shù)據(jù)直接放入即可。插入排序谓传,被插入數(shù)據(jù)的集合在插入前后總是有序的蜈项。
百度百科==>插入排序

本篇插入排序是基于冒泡排序算法的!

原理

  1. 在插入數(shù)據(jù)前保證被插入的數(shù)據(jù)已經(jīng)排序完畢
  2. 在插入數(shù)據(jù)后(下次插入數(shù)據(jù)前)保證數(shù)據(jù)有序
  3. 循環(huán)執(zhí)行以上過程续挟,直到所有要插入的數(shù)據(jù)插入完畢

例子

上面的原理是我自己總結(jié)的紧卒,雖然感覺我已經(jīng)提煉了出了精華,但還是顯得有些蒼白诗祸,所以上圖上實例

先看圖
這張圖片的意思很明白跑芳,展示了序列(數(shù)組)[5,1,7,3,1,6,9,4]的升序排序過程。
圖片中的每一行的總和表示了整個插入排序的過程直颅。

咦博个?不是說插入?怎么從頭到尾就是一個數(shù)據(jù)功偿,而且看起來很像冒泡排序芭栌丁!

的確械荷,整個過程就是一個數(shù)組里的元素排來排去共耍。但是請仔細(xì)觀察,在圖片左上右下對角線附近的階梯吨瞎,在階梯上半部的可以看作外部(待排序的)數(shù)據(jù)痹兜,在階梯下半部的每一行都是按升序排序過的序列,而且越往下下半部數(shù)據(jù)元素越多颤诀,上半部數(shù)據(jù)元素越少字旭。
因此可以看作每往下一行,都要將上半部的一個數(shù)據(jù)元素插入到下半部着绊。所以稱之為插入排序谐算。
之所以看起來像冒泡排序是因為,插入的數(shù)據(jù)元素的順序是按原序列的數(shù)據(jù)元素順序來的归露,而插入的元素后又要保持?jǐn)?shù)組有序洲脂,很多時候都要前面的元素挪出位置給新插入進(jìn)來的元素(如果插入進(jìn)來的元素值比較小,需要靠前排列),這個交換位置的過程和冒泡排序是很像的恐锦。

插入排序算法圖解(來自百度)

插入排序算法的Java實現(xiàn)

所以總結(jié)下來往果,對于一個給定的序列(不是有序的,有序就不要再排了)使用插入排序算法一铅,其實可以看作是將原序列分為兩部分陕贮,一部分是已排序好的,稱為內(nèi)部潘飘,一部分是待排序肮之,稱為外部。每次插入(從外部取一個元素放進(jìn)內(nèi)部)一個元素到下一次插入元素之間需要做的就是將內(nèi)部元素排列為有序卜录,至于內(nèi)部排序用什么算法可以根據(jù)需求選擇戈擒。
注:這里插入排序算法的Java實現(xiàn)是基于冒泡排序

核心實現(xiàn)代碼

    //插入排序算法核心方法,isAscending--是否升序
    public void sort(boolean isAscending) {
        int[] data = super.getData();
        if (data == null || data.length < 2) {
            return;
        }
        //外部數(shù)據(jù)不斷插入到內(nèi)部
        for (int i = 0; i < data.length - 1; i++) {
            //插入進(jìn)來的元素與相鄰元素(插入元素的前一個元素)比較是否需要交換艰毒,需要就交換筐高,不要則繼續(xù)插入下一個元素
            //(因為之前的內(nèi)部元素已經(jīng)有序,如果插入新元素沒有與相鄰(前一個)元素發(fā)生交換表示插入新元素內(nèi)部仍然是有序的)
            if (this.compare(data, i, i + 1, isAscending)) {
                this.doSwap(data, i, i + 1, isAscending);
            } else {
                continue;
            }
            //對內(nèi)部進(jìn)行冒泡排序
            for (int j = i; j > 0; j--) {
                this.doSwap(data, j - 1, j, isAscending);
            }
        }
    }

    //比較兩個相鄰的元素是否需要交換位置
    private boolean compare(int[] data, int indexA, int indexB, boolean isAscending) {
        int a = data[indexA];
        int b = data[indexB];
        boolean largeThan = a > b;
        return largeThan && isAscending || !largeThan && !isAscending;
    }

    //兩個元素位置交換的方法
    private void doSwap(int[] data, int indexA, int indexB, boolean isAscending) {
        int a = data[indexA];
        int b = data[indexB];
        boolean largeThan = a > b;
        if (largeThan && isAscending || !largeThan && !isAscending) {
            super.swap(data, indexA, indexB);
        }
    }

全部代碼(包導(dǎo)入信息自己設(shè)置)
AbstractSort.java

public abstract class AbstractSort {
    private int[] data;

    public AbstractSort(int[] data) {
        this.data = data;
    }

    public abstract void sort(boolean isAscending);

    public void sort() {
        this.sort(true);
    }

    public int[] getData() {
        return data;
    }

    public void print() {
        for (int i : this.data) {
            System.out.println(i);
        }
    }

    protected void swap(int[] data, int indexA, int indexB) {
        int temp = data[indexA];
        data[indexA] = data[indexB];
        data[indexB] = temp;
    }
}

InsertionSort.java

public class InsertionSort extends AbstractSort {
    public InsertionSort(int[] data) {
        super(data);
    }

    @Override
    public void sort(boolean isAscending) {
        int[] data = super.getData();
        if (data == null || data.length < 2) {
            return;
        }
        for (int i = 0; i < data.length - 1; i++) {
            if (this.compare(data, i, i + 1, isAscending)) {
                this.doSwap(data, i, i + 1, isAscending);
            } else {
                continue;
            }
            for (int j = i; j > 0; j--) {
                this.doSwap(data, j - 1, j, isAscending);
            }
        }
    }

    protected boolean compare(int[] data, int indexA, int indexB, boolean isAscending) {
        int a = data[indexA];
        int b = data[indexB];
        boolean largeThan = a > b;
        return largeThan && isAscending || !largeThan && !isAscending;
    }

    protected void doSwap(int[] data, int indexA, int indexB, boolean isAscending) {
        int a = data[indexA];
        int b = data[indexB];
        boolean largeThan = a > b;
        if (largeThan && isAscending || !largeThan && !isAscending) {
            super.swap(data, indexA, indexB);
        }
    }
}
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