【算法基础】-- 插入排序篇 - 折半插入排序

折半插入排序,可以看做直接插入排序升级版,因为相比于直接插入排序,它并没有减少元素移动次数,减少的仅仅只是,查找的平均查找长度。

思想是:
假设数组由有序部分和无序部分组成,前半部分为有序,后半部分为无序,假设有表 L [ N ],在某一状态存在如图所示:
在这里插入图片描述
则此时,需要将 L [ i ] 插入到数组的有序部分,算法为: L [ 0 ] 暂存元素,从有序部分采用折半查找的查找方法,最终找到插入位置时,将插入位置及其以后的元素统一后移,随后将元素插入。

算法存储结构适用性:折半插入排序,因为需要随机访问数组,故只能采用顺序存储结构。

算法的比较次数与待排序表的初始状态无关:因为查找,是在已经排好序的有序序列里面查找,这个有序序列与待排序表的初始状态无关。

算法实现

/*
    折半插入排序:
        时间复杂度->O(n^2)
        空间复杂度->O(1)
        是否稳定:是
        算法的比较次数与待排序表的初始状态无关
*/
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef struct
{
    int key;
} ElemType;
void InsertSort(ElemType A[],int n) //升序排列
{
    int i,j,low,high,mid;
    for(i=2;i<=n;i++){
        A[0]=A[i];//暂存A[i]元素
        low=1;high=i-1;
        while(low<=high){
             mid=(low+high)/2;
             if(A[mid].key>A[i].key) high=mid-1;//此处的小于号,决定了折半插入排序是一个稳定的排序
             else low=mid+1;
        }
        for(j=i-1;j>=high+1;j--){//元素统一后移
            A[j+1]=A[j];
        }
        A[high+1]=A[0];//此处的high+1,无论最后查到的当low=high时的A[mid].key大于还是小于待插入元素的key,high+1始终为元素待插入位置
    }
}
int main()
{
    ElemType A[6]= {{-1},{5},{4},{3},{2},{1}};
    InsertSort(A,5);
    for(int j=1; j<=5; j++)
    {
        cout<<A[j].key;
    }
    return 0;
}
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