直接插入排序

直接插入排序基本思想

1、基本思想

假設待排序的記錄存放在陣列r[1..n]中。初始時，r[1]自成1個有序區，無序區為r[2..n]。從i=2起直至i=n為止，依次將r[i]插入當前的有序區r[1..i-1]中，生成含n個記錄的有序區。

一趟直接插入排序方法

1．簡單方法

首先在當前有序區r[1..i-1]中查詢r[i]的正確插入位置k(1≤k≤i-1)；然後將r[k．．i-1]中的記錄均後移乙個位置，騰出k位置上的空間插入r[i]。

注意：若r[i]的關鍵字大於等於r[1．．i-1]中所有記錄的關鍵字，則r[i]就是插入原位置。

2．改進的方法

一種查詢比較操作和記錄移動操作交替地進行的方法。

具體做法：

將待插入記錄r[i]的關鍵字從右向左依次與有序區中記錄r[j](j=i-1，i-2，…，1)的關鍵字進行比較：

① 若r[j]的關鍵字大於r[i]的關鍵字，則將r[j]後移乙個位置；

②若r[j]的關鍵字小於或等於r[i]的關鍵字，則查詢過程結束，j+1即為r[i]的插入位置。

關鍵字比r[i]的關鍵字大的記錄均已後移，所以j+1的位置已經騰空，只要將r[i]直接插入此位置即可完成一趟直接插入排序。

直接插入排序演算法

1．演算法描述

void lnsertsort(seqlist r)

l->r[j+1]=l->r[0];}}

}

2．哨兵的作用

演算法中引進的附加記錄r[0]稱監視哨或哨兵(sentinel)。

哨兵有兩個作用：

① 進人查詢(插入位置)迴圈之前，它儲存了r[i]的副本，使不致於因記錄後移而丟失r[i]的內容；

② 它的主要作用是：

1 作為第二個for迴圈的判斷條件

2在查詢迴圈中"監視"下標變數j是否越界。一旦越界(即j=0)，因為r[0].key和自己比較，迴圈判定條件不成立使得查詢迴圈結束，從而避免了在該迴圈內的每一次均要檢測j是否越界(即省略了迴圈判定條件"j>=1")。

注意：① 實際上，一切為簡化邊界條件而引入的附加結點(元素)均可稱為哨兵。

【例】單鏈表中的頭結點實際上是乙個哨兵

② 引入哨兵後使得測試查詢迴圈條件的時間大約減少了一半，所以對於記錄數較大的檔案節約的時間就相當可觀。對於類似於排序這樣使用頻率非常高的演算法，要盡可能地減少其執行時間。所以不能把上述演算法中的哨兵視為雕蟲小技，而應該深刻理解並掌握這種技巧。

演算法分析

2．演算法的空間複雜度分析

演算法所需的輔助空間是乙個監視哨，輔助空間複雜度s(n)=o(1)。是乙個就地排序。

3．直接插入排序的穩定性

直接插入排序是穩定的排序方法。