数据结构——折半插入排序

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了数据结构——折半插入排序。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

目录

​一、算法介绍

1.算法思想

2.算法流程

二、算法实现

1.代码实现

2.测试用例及结果

三、性能分析

1.时间复杂度

2.空间复杂度


​一、算法介绍

1.算法思想

折半插入排序的思想是借用了折半查找的思路,通过在已经有序的序列(默认序列第一个元素为有序序列)中利用二分查找快速定位插入位置,这样经过n-1趟插入就能完成排序,当元素较多时,折半插入排序效率更优于直接插入排序。

2.算法流程

默认序列第一个元素是已经有序序列,每次从无序序列中拿取一个元素,通过折半查找快速找到在有序序列中的插入位置,然后插入元素,经过n-1趟插入完成排序。默认排升序。

示例:

待排序序列:4,2,8,9,5,6,1,3,7

折半插入排序,数据结构,排序算法,c++,算法

二、算法实现

1.代码实现

#include<iostream>
using namespace std;

void BinarySearch(int* arr, int size) {//折半插入排序
	for (int i = 1; i < size; i++) {//默认第一个元素为有序序列,所以从1开始循环
		if (arr[i] < arr[i - 1]) {//如果当前元素大于等于有序序列所有元素,不需要进行查找插入
			int  key = arr[i];//标记待插入元素
			int left = 0;
			int right = i - 1;
			while (left <= right) {
				int mid = (left + right) / 2;
				if (arr[mid] > key) {
					right = mid - 1;
				}
				else {
					left = mid + 1;
				}
			}
			for (int j = i - 1; j > right; j--) {//顺序后移
				arr[j + 1] = arr[j];
			}
			arr[right + 1] = key;//插入元素
		}
	}
}

void PrintArr(int* arr, int size) {//数组打印
	cout << endl;
	for (int i = 0; i < size; i++) {
		cout << arr[i] << ' ';
	}
}

void Test() {
	int arr[] = { 4,2,8,9,5,6,1,3,7 };
	//int arr[] = { 15,1,1,45,12,125,15,45,20,-3 };
	int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

	cout << "排序前:";
	PrintArr(arr, size);
	BinarySearch(arr, size);
	cout << endl << "排序后:";
	PrintArr(arr, size);
}

int main() {
	Test();
	return 0;
}

2.测试用例及结果

测试用例1:4,2,8,9,5,6,1,3,7

测试结果:

折半插入排序,数据结构,排序算法,c++,算法

测试用例2:15,1,1,45,12,125,15,45,20,-3 

测试结果:

 折半插入排序,数据结构,排序算法,c++,算法

三、性能分析

1.时间复杂度

最坏情况:

根据算法思想可知,最坏情况即元素刚好与排序要求相反的情况,每次都需要进行位置折半查找,虽然利用折半查找提高了查找性能,但是移动元素的次数是固定的,所以最坏情况下的时间复杂度为

最好情况:

最好情况自然就是元素本身已经有序的情况下,那么每个元素只需要在开始时的一次比较就确认已经处于对应位置,不再需要进行折半查找插入,因此最好情况下的时间复杂度为

平均情况  :

综合两种情况,折半插入排序的时间复杂度为 

2.空间复杂度

由于算法实现中只使用了几个临时变量作为标记,没有借助额外的辅助空间,所以空间复杂度为O(1)。

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文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-525279.html

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