插入排序

介绍

插入式排序属于内部排序法，是对于欲排序的元素以插入的方式找寻该元素的适当位置，以达到排序的目的。

思想

插入排序（Insertion Sorting）的基本思想是：把n个待排序的元素看成为一个有序表和一个无序表，开始时有序表中只包含一个元素，无序表中包含有n-1个元素，排序过程中每次从无序表中取出第一个元素，把它的排序码依次与有序表元素的排序码进行比较，将它插入到有序表中的适当位置，使之成为新的有序表。

逐步推导法

import java.util.Arrays;

public class InsertSort {

  public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {101, 34, 119, 1};
    insertSort(arr);
  }

  public static void insertSort(int[] arr) {

    // -------------------------------------逐步推导法---------------------------------
    //    第1轮 {101, 34, 119, 1};  => {34, 101, 119, 1}
    //定义待插入的数
    int insertVal = arr[1];
    int insertIndex = 1 - 1; //即arr[1]的前面这个数的下标

    //给insertVal 找到插入的位置
    //说明
    //1. insertIndex >= 0 保证在给insertVal 找插入位置，不越界
    //2. insertVal < arr[insertIndex] 待插入的数，还没有找到插入位置
    //3. 就需要将 arr[insertIndex] 后移
    while (insertIndex >= 0 && insertVal < arr[insertIndex]) {
      arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex];// arr[insertIndex]
      insertIndex--;
    }
    //当退出while循环时，说明插入的位置找到, insertIndex + 1
    arr[insertIndex + 1] = insertVal;

    System.out.println("第1轮插入");
    System.out.println(Arrays.toString(arr));


    //第2轮
    insertVal = arr[2];
    insertIndex = 2 - 1;

    while(insertIndex >= 0 && insertVal < arr[insertIndex] ) {
      arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex];// arr[insertIndex]
      insertIndex--;
    }

    arr[insertIndex + 1] = insertVal;
    System.out.println("第2轮插入");
    System.out.println(Arrays.toString(arr));


    //第3轮
    insertVal = arr[3];
    insertIndex = 3 - 1;

    while (insertIndex >= 0 && insertVal < arr[insertIndex]) {
      arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex];// arr[insertIndex]
      insertIndex--;
    }

    arr[insertIndex + 1] = insertVal;
    System.out.println("第3轮插入");
    System.out.println(Arrays.toString(arr));
  }
}

优化

import java.util.Arrays;

public class InsertSort {

  public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {101, 34, 119, 1};
    insertSort(arr);
  }

  public static void insertSort(int[] arr) {

    for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
      int insertVal = arr[i];
      int insertIndex = i - 1;

      //给insertVal 找到插入的位置
      //说明
      //1. insertIndex >= 0 保证在给insertVal 找插入位置，不越界
      //2. insertVal < arr[insertIndex] 待插入的数，还没有找到插入位置
      //3. 就需要将 arr[insertIndex] 后移
      while (insertIndex >= 0 && insertVal < arr[insertIndex]) {
        arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex];// arr[insertIndex]
        insertIndex--;
      }
      //当退出while循环时，说明插入的位置找到, insertIndex + 1
      arr[insertIndex + 1] = insertVal;

      System.out.println("第" + i + "轮插入");
      System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
  }
}