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java各种排序方法详解一:插入排序(包含三种)

排序大的分类可以分为两种:内排序和外排序。在排序过程中,全部记录存放在内存,则称为内排序,如果排序过程中需要使用外存,则称为外排序。下面讲的排序都是属于内排序。

内排序有可以分为以下几类:

(1)、插入排序:直接插入排序、二分法插入排序、 希尔排序

(2)、 选择排序 :简单选择排序、堆排序。

(3)、交换排序: 冒泡排序 快速排序

(4)、 归并排序

(5)、基数排序

一、插入排序

•思想:每步将一个待排序的记录,按其顺序码大小插入到前面已经排序的字序列的合适位置,直到全部插入排序完为止。

•关键问题:在前面已经排好序的序列中找到合适的插入位置。

•方法:

–直接插入排序

–二分插入排序

–希尔排序

①插入排序(从后向前找到合适位置后插入)

1、基本思想: 每步将一个待排序的记录,按其顺序码大小插入到前面已经排序的字序列的合适位置(从后向前找到合适位置后),直到全部插入排序完为止。

2、实例

3、java实现

实现一

实现二

4、分析

文件初态不同时,直接插入排序所耗费的时间有很大差异。若文件初态为正序,则每个待插入的记录只需要比较一次就能够找到合适的位置插入,故算法的 时间复杂度 为O(n),这时最好的情况。若初态为反序,则第i个待插入记录需要比较i+1次才能找到合适位置插入,故时间复杂度为O(n2),这时最坏的情况。

直接插入排序的平均时间复杂度为O(n2)。

二分法 插入排序(按二分法找到合适位置插入)

1、基本思想: 二分法插入排序的思想和直接插入一样,只是找合适的插入位置的方式不同,这里是按二分法找到合适的位置,可以减少比较的次数。

2、实例

3、java实现

4、分析

当然,二分法插入排序也是稳定的。

二分插入排序的比较次数与待排序记录的初始状态无关,仅依赖于记录的个数。当n较大时,比直接插入排序的最大比较次数少得多。但大于直接插入排序的最小比较次数。 算法 的移动次数与直接插入排序算法的相同,最坏的情况为n2/2,最好的情况为n,平均移动次数为O(n2)。

③希尔排序

1、基本思想: 先取一个小于n的整数d1作为第一个增量,把文件的全部记录分成d1个组。所有距离为d1的倍数的记录放在同一个组中。先在各组内进行直接插入排序;然后,取第二个增量d2<d1重复上述的分组和排序,直至所取的增量dt=1(dt<dt-l<…<d2<d1),即所有记录放在同一组中进行直接插入排序为止。该方法实质上是一种分组插入方法。

2、实例

3、java实现

实现一:

实现二:

4、分析

我们知道一次插入排序是稳定的,但在不同的插入排序过程中,相同的元素可能在各自的插入排序中移动,最后其稳定性就会被打乱,所以希尔排序是不稳定的。

希尔排序的时间性能优于直接插入排序,原因如下:

(1)当文件初态基本有序时直接插入排序所需的比较和移动次数均较少。

(2)当n值较小时,n和n2的差别也较小,即直接插入排序的最好时间复杂度O(n)和最坏时间复杂度0(n2)差别不大。

(3)在希尔排序开始时增量较大,分组较多,每组的记录数目少,故各组内直接插入较快,后来增量di逐渐缩小,分组数逐渐减少,而各组的记录数目逐渐增多,但由于已经按di-1作为距离排过序,使文件较接近于有序状态,所以新的一趟排序过程也较快。

因此,希尔排序在效率上较直接插人排序有较大的改进。

希尔排序的平均时间复杂度为O(nlogn)。

好了,插入排序就这些,下一篇说选择排序!

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文章来源:智云一二三科技

文章标题:java各种排序方法详解一:插入排序(包含三种)

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