排序算法篇_插入排序法

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  插入排序法（Insertion Sort）通过对未排序的数据执行逐个插入至合适的位置而完成排序工作。插入排序算法的思路也是比较简单的，使用比较多。

插入排序算法

插入排序算法通过比较和插入来实现排序，其流程如下：

1. 首先对数组的前两个数据进行从大到小排序。
2. 接着将第三个数据与排好顺序的两个数据比较，将第三个数据插入到合适的位置。
3. 然后，将第四个数据插入到已经排好顺序的前三个数据中。
4. 不断重复上述过程，直到把最后一个数据插入到合适的位置。最后便完成对原始数组从小到大的排序。

  为了更清晰地理解插入排序算法的执行过程，我们这里举一个实际数据的例子来一步步的执行插入排序算法。对于5个整型数据 118、101、105、127、112，这是一组无序的数据。对其执行插入排序过程，如下图所示，插入排序算法的执行步骤如下：

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1. 第一次排序，首先对数组的前两个数据118和101排序，由于118大于101，因此将其交换顺序。此时排序后的数据为：101、118、105、127、112。
2. 第二次排序，对于第三个数据105，其小于118，将其插入他们之间。此时排序后的数据为101、105、118、127、112。
3. 第三次排序，对于第四个数据127，其大于118，将其插入118之后。此时排序后的数据为101、105、118、127、112。
4. 第四次排序，对于第五个数据112，其大于105，小于118，将其插入105与118之间。此时排序后的数据为101、105、112、118、127。

  从上面的例子，可以直接的了解到插入排序的算法执行过程。插入排序算法对N个数据进行排序时，无论原数据有误顺序，都需要进行N-1步的中间排序。这种排序方法的思路很简单直观，在数据已经有一定顺序的情况下，排序效率较好。但是如果数据无规则，则需要移动大量的数据，其排序效率也不是很好。

插入排序算法示例代码如下：

void insertionSort(int[] datas) {
        int i,j,t,h;
        for (i = 1; i < datas.length; i++) {
            t = datas[i];
            j = i - 1;
            while (j >= 0 && t < datas[j]) {
                datas[j + 1] = datas[j];
                j--;
            }
            datas[j + 1] = t;
            System.out.print("第" + i + "步执行排序结果：");
            for (h = 0; h < datas.length; h++) {
                System.out.print(" " + datas[h]);
            }
            System.out.print("\n");
        }
    }

  在程序中，首先将需要插入的元素保存到变量t中。变量j表示需要插入的位置，一般就是插入数组元素的序号。设置变量j的值为i - 1，表示准备将当前位置（序号为i）的数插入到为i-1(前一个元素)的位置。

  接着，算法程序通过while循环来进行判断，如果需要为j的元素的数据大于变量t（需要插入的数据），则将需要为j的元素向后移，同时变量j-1，以判断前一个数据是否还需要向后移。通过这个while循环，找到一个元素的值比t小，该元素的需要为j。然后，将在序号为j的下一个元素进行数据插入操作。

插入排序算法实例

  有了前面的插入算法基本思想和算法之后，通过完整的例子说明插入排序法在整型数组排序中的应用，程序示例如下：

public class InsertionSort {

    static final int SIZE = 10;

    public static void insertionSort(int[] datas) {
        int i, j, t, h;
        for (i = 1; i < datas.length; i++) {
            t = datas[i];
            j = i - 1;
            while (j >= 0 && t < datas[j]) {
                datas[j + 1] = datas[j];
                j--;
            }
            datas[j + 1] = t;
            System.out.print("第" + i + "步执行排序结果：");
            for (h = 0; h < datas.length; h++) {
                System.out.print(" " + datas[h]);
            }
            System.out.print("\n");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] datas = new int[SIZE];
        int i;
        for (i = 0; i < SIZE; i++) {
            datas[i] = (int) (100 + Math.random() * (100 + 1));
        }
        System.out.print("排序前的数组为：\n");
        for (i = 0; i < SIZE; i++) {
            System.out.print(datas[i] + " ");
        }
        System.out.print("\n");
        insertionSort(datas);
        System.out.print("排序后的数组为：\n");
        for (i = 0; i < SIZE; i++) {
            System.out.print(datas[i] + " ");
        }
    }
}

  同之前一样，随机初始化一个整型数组，并用插入排序法对数组进行排序。最后，输出排序后的结果。

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