直接插入排序

基本思想

每一趟將一個待排序的記錄，按其關鍵字的大小插入到已經排好序的一組記錄的適當位置上，直到所有待排序記錄全部插入為止。

排序過程

1.初始化無序區、有序區，待排序數組的第一個元素為有序區，剩餘元素為無序區；

2.遍歷無序區，將無序區每一個元素插入到有序區的正確位置上；

Java演算法實現

/**
 * 排序介面類
 * Created by zhouyh on 2018/5/25.
 */
public abstract class ISort {
    public abstract int[] sort(int[] array);
}

/**
 * 直接插入排序
 * Created by zhouyh on 2018/5/25.
 */
public class DirectInsertSort extends ISort {
    @Override
    public int[] sort(int[] array) {
        int tmp;
        for (int i=1; i<array.length; i++){
            tmp = array[i]; //array[i]的拷貝
            //如果右側無序區第一個元素array[i] < array[i-1]小於左側有序區最後一個元素
            //需要將左側有序區比array[i]大的元素後移
            if (array[i] < array[i-1]){
                int j = i-1;
                while (j>=0 && tmp<array[j]){
                    array[j+1] = array[j];
                    j--;
                }
                array[j+1] = tmp;
            }
        }
        return array;
    }
}

Python代碼實現

def dirInsertSort(reList):
    length = len(reList)
    for i in range(1, length):
        for j in range(i):
            if reList[i] < reList[j]:
                reList.insert(j, reList[i])
                reList.pop(i+1)
                break
    return reList

relist = [1, 23, 12, 7, 34, 10, 51]

print(dirInsertSort(relist))

性能分析

時間複雜度，在比較的數組有序的情況下，為O(n)，即此刻比較次數n-1次，移動次數0；在最壞的情況下，即數組逆序的情況下，為O(n^2)，平均時間複雜度為O(n^2)

空間複雜度，直接排序的過程中，僅用到了一個臨時變數，空間複雜端為O(1)

穩定性，直接插入排序為穩定排序，即排序前後的元素位置還是保持和排序前的前後順序一致，例{2①,45,12,2④,3}，排序後{2①,2④,3,12,45}，其中兩個2的前後順序保持一致。

使用場景

在數組包含的元素數量較小情況下，可以選擇插入排序，元素數量較大的情況下，不適用，因此時移動元素的次數較多；

在數組基本有序的情況下，適合使用插入排序，此時時間複雜度基本上為O(n)