排序的之插入排序

2022-07-28 23:51:34 字數 1601 閱讀 4629

一、插入排序的主要分類:

1、直接插入排序;

2、折半插入排序;

3、2-路插入排序;

4、希爾排序(縮小增量排序)。

二、直接插入排序(簡便,容易實現):

1、排序過程:整個排序過程為n-1趟插入,即先將序列中第1個元素看成是乙個有序子串行,然後從第2個元素開始,逐個進行插入,直至整個序列有序。

2、演算法實現:

3、演算法評價:

(1) 時間複雜度

——若待排序元素按關鍵字從小到大排列(正序)

關鍵字比較次數:n-1

元素移動次數:0

——若待排序元素按關鍵字從大到小排列(逆序)

關鍵字比較次數:n*(n-1)/2     注意:上面演算法並沒設定哨兵

,若有設定,則比較次數應為(n+2)(n-1)/2

元素移動次數:n*(n-1)/2     注意:上面演算法並沒設定哨兵

,若有設定,則移動次數應為(n+4)(n-1)/2

——若待排序元素是隨機的,取平均值

關鍵字比較次數:(n+2)(n-1)/4

元素移動次數:n*(n-1)/4

故時間複雜度為:t(n)=o(n²)

(2)空間複雜度:s(n)=o(1)

4、適應範圍:當序列中元素的個數n很少時。

三、折半插入排序(減少了元素的比較次數):

1、排序過程:用折半查詢方法確定插入位置。

2、演算法實現:

3、演算法評價:

(1) 時間複雜度:

折半插入排序減少了關鍵字比較的次數,而元素的移動次數不變,故時間複雜度仍然為:t(n)=o(n²)

(2)空間複雜度:s(n)=o(1)

4、適應範圍:當序列中元素的個數n很大時。

四、2-路插入排序(減少了元素的移動次數,但是增加了空間複雜度):

1、排序過程:引進乙個空序列b。把原序列中的第乙個元素a[0]看成是處於排好後的序列的中間。大於a[0]的元素放於a[0]值前的有序序列中,反之,放於其後。

如下圖例子:

2、演算法實現:

3、演算法評價:

(1) 時間複雜度:時間複雜度仍然為:t(n)=o(n²)。(然而元素的移動次數約n*n/8)

(2)空間複雜度:s(n)=o(n)。

五、希爾插入排序(縮小增量法)(減少了元素的比較次數):

1、排序過程:分割成若干個較小的子檔案,對各個子檔案分別進行直接插入排序,當檔案達到基本有序時,再對整個檔案進行一次直接插入排序。

如下圖例子:

2、演算法實現:

3、演算法評價:

(1) 時間複雜度:在時間效率上較上述幾種排序方法有較大的提高。時間複雜度效率介於o(n)與o(n*n)之間。

(2)空間複雜度:s(n)=o(1)。

4、補充說明:希爾排序的分析乙個複雜的問題,因為它的時間複雜度與所取的增量序列有關,涉及到了數學上一些尚未解決的問題。因此到目前都沒有人求出最好的增量序列。但是,應該使增量序列中沒有除1外的公因子,並且最後乙個增量值必須為1。

本文若有錯誤或者不足之處,請您不吝指正。謝謝。

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