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插入排序的基本思想是:每一趟将一个待排序的记录,按其关键字的大小插入到已经排好序的一组记录的适当位置上,直到所有待排序记录全部插入为止。
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直接插入排序是一种最简单的排序方法,其基本操作是将一条记录插入到已经排好序的有序表中,从而得到一个新的、记录数增1的有序表。
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算法步骤:
首先在当前有序区R[1..i-1]中查找R[i]的正确插入位置k(1≤k≤i-1);然后将R[k..i-1]中的记录均后移一个位置,腾出k位置上的空间插入R[i]。
注意:若R[i]的关键字大于等于R[1..i-1]中所有记录的关键字,则R[i]就是插入原位置。
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算法中引进的附加记录R[0]称监视哨或哨兵(Sentinel)。
哨兵有两个作用:
① 进人查找(插入位置)循环之前,它保存了R[i]的副本,使不致于因记录后移而丢失R[i]的内容;
② 它的主要作用是:在查找循环中"监视"下标变量j是否越界。一旦越界(即j=0),因为R[0].可以和自己比较,循环判定条件不成立使得查找循环结束,从而避免了在该循环内的每一次均要检测j是否越界(即省略了循环判定条件"j>=1")。
注意:
① 实际上,一切为简化边界条件而引入的附加结点(元素)均可称为哨兵。
【例】单链表中的头结点实际上是一个哨兵
② 引入哨兵后使得测试查找循环条件的时间大约减少了一半,所以对于记录数较大的文件节约的时间就相当可观。对于类似于排序这样使用频率非常高的算法,要尽可能地减少其运行时间。所以不能把上述算法中的哨兵视为雕虫小技,而应该深刻理解并掌握这种技巧。
以下是直接插入排序C++正确源代码:
#include<iostream>
#include<stdio.h>
using namespace std;
//直接插入排序 C++ 实现
#define MAXSIZE 100
typedef int KeyType;
typedef int InfoType;
typedef struct
{
KeyType key;
InfoType otherinfo;
}RedType;
typedef struct
{
RedType r[MAXSIZE+1]; //r[0] 闲置或做哨兵单元
int length;
}SqList;
void InsertSort(SqList &L)
{
for(int i=2;i<=L.length;i++)
if(L.r[i].key<L.r[i-1].key)
{
L.r[0]=L.r[i]; //将待插入的记录暂存在监视哨中
L.r[i]=L.r[i-1]; //r[i-1]后移
int j;
for(j=i-2;L.r[0].key<L.r[j].key;--j) //从后向前寻找插入位置
L.r[j+1]=L.r[j]; //记录逐个后移,直到找到插入位置
L.r[j+1]=L.r[0]; //将r[0]即原r[i],插入正确位置
}
}
int main()
{
SqList L;
int n;
cout<<"请输入记录的个数:";
cout<<endl;
cin>>n;
for(int i=1;i<=n;i++)
cin>>L.r[i].key;
L.length=n;
for(int i=1;i<=L.length;i++)
cout<<L.r[i].key<<" ";
cout<<endl;
InsertSort(L);
for(int i=1;i<=L.length;i++)
cout<<L.r[i].key<<" ";
cout<<endl;
return 0;
}
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直接选择排序算法特点:
(1)稳定排序(有的版本认为是不稳定排序,这里是按照严蔚敏《数据结构》)。
(2)算法简单,且容易实现。
(3)也适用于链式存储结构,只是在单链表上无需移动记录,只需要修改指针。
(4)更适合于初始记录有序(正序)的情况,当初始记录无序,n 比较大时,此算法时间复杂度较高,不宜采用。
- 时间复杂度为 O(n*n);空间复杂度为 O(1)。