一、插入排序
【原理】从第二个记录开始,依次从右往左与前面的记录比较并寻找插入的位置。共执行n-1次外循环。
【稳定性】稳定。
【时间复杂度】平均O(n^2)。
最好情况:待排序元素已经排好序,则比较次数为1+1+…+1=n-1,从而时间复杂度为O(n)。
最坏情况:待排序元素恰好倒序,则比较次数为1+2+…+(n-1)=n*(n-1)/2,从而时间复杂度为O(n^2)。
【参考代码】
代码1、从左向右逐个比较,将每个比待插入记录大的元素向后移,直到找到合适位置插入这个待插入记录。
void insert_sort(int n){
for(int i=1;i<n;i++){
int j=i-1,tmp=a[i];
while(j>=0&&a[j]>tmp){//此处是tmp,不是a[i]。不能漏掉j>=0的条件
a[j+1]=a[j];
j--;
}
a[j+1]=tmp;//插入a[i]
}
}
代码2、从左往右找到待插入记录的合适位置,再将比它大的元素全往后移一位,接着插入这个元素。
void insert_sort(int n){
int i,j,k,tmp;
for(i=1;i<n;i++){
for(j=i-1;j>=0;j--)
if(a[j]<a[i])break;//这里可以写a[i]了
tmp=a[i];
for(k=i-1;k>j;k--)a[k+1]=a[k];//将比a[i]大的元素向后移
a[j+1]=tmp;//插入a[i]
}
}
二、希尔排序
【算法步骤】
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(1)取小于n的整数d作为第一个增量。
(2)把全部记录分成d个组,所有距离为d的位数的记录放在同一个组内,如a[0]、a[0+d]、a[0+2d]、…作为一组,a[1]、a[1+d]、a[1+2d]、…作为一组,…。
(3)在各组内进行直接插入排序。
(4)减少增量,重复(2)、(3),直至增量为1,即所有记录放在同一个组内进行直接插入排序。
【稳定性】不稳定
【时间复杂度】O(n^1.3)~O(n^2)
建议第一个增量d=n/2,然后增量取半直到1。
【参考代码】
void shellsort(int n){
for(int d=n/2;d>=1;d=d/2){//循环次数为增量减半缩小至1的次数
for(int i=d;i<n;i++){//循环次数为n-d+1,即a[0+d]~a[n-1]的元素个数
int j=i-d,tmp=a[i];
while(j>=0&&a[j]>tmp){//不要漏掉j>=0
a[j+d]=a[j];
j-=d;
}
a[j+d]=tmp;
}
}
}
【备注】希尔排序的增量也经常采用d=(d-1)/3,需要计算出第一个增量:
d=1;
while(3*d+1<n/3){d=d*3+1;}
【参考文献】