Question

插入排序

先来看一个问题。一个有序的数组，我们往里面添加一个新的数据后，如何继续保持数据有序呢？很简单，我们只要遍历数组，找到数据应该插入的位置将其插入即可。

这是一个动态排序的过程，即动态地往有序集合中添加数据，我们可以通过这种方法保持集合中的数据一直有序。而对于一组静态数据，我们也可以借鉴上面讲的插入方法，来进行排序，于是就有了插入排序算法。

那么插入排序具体是如何借助上面的思想来实现排序的呢？

首先，我们将数组中的数据分为两个区间，已排序区间和未排序区间。初始已排序区间只有一个元素，就是数组的第一个元素。插入算法的核心思想是取未排序区间中的元素，在已排序区间中找到合适的插入位置将其插入，并保证已排序区间数据一直有序。重复这个过程，直到未排序区间中元素为空，算法结束。

与冒泡排序对比：

• 在冒泡排序中，经过每一轮的排序处理后，数组后端的数是排好序的。
• 在插入排序中，经过每一轮的排序处理后，数组前端的数是排好序的。

代码示例

def insertion_sort(array):
  for i in range(len(array)):
    cur_index = i
    while array[cur_index - 1] > array[cur_index] and cur_index - 1 >= 0:
      array[cur_index], array[cur_index - 1] = (
        array[cur_index - 1],
        array[cur_index],
      )
      cur_index -= 1
  return array


array = [10, 17, 50, 7, 30, 24, 27, 45, 15, 5, 36, 21]
print(insertion_sort(array))

import java.util.Arrays;

public class InsertionSort {

  private static void insertionSort(int[] nums) {
    for (int i = 1, j, n = nums.length; i < n; ++i) {
      int num = nums[i];
      for (j = i - 1; j >= 0 && nums[j] > num; --j) {
        nums[j + 1] = nums[j];
      }
      nums[j + 1] = num;
    }
  }

  public static void main(String[] args) {
    int[] nums = {1, 2, 7, 9, 5, 8};
    insertionSort(nums);
    System.out.println(Arrays.toString(nums));
  }
}

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

void printvec(const vector<int>& vec, const string& strbegin = "", const string& strend = "") {
  cout << strbegin << endl;
  for (auto val : vec) {
    cout << val << "\t";
  }

  cout << endl;
  cout << strend << endl;
}

void insertsort(vector<int>& vec) {
  for (int i = 1; i < vec.size(); i++) {
    int j = i - 1;
    int num = vec[i];
    for (; j >= 0 && vec[j] > num; j--) {
      vec[j + 1] = vec[j];
    }

    vec[j + 1] = num;
  }

  return;
}

int main() {
  vector<int> vec = {9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0};
  printvec(vec);
  insertsort(vec);
  printvec(vec, "after insert sort");
  return (0);
}

package main

import "fmt"

func insertionSort(nums []int) {
  for i, n := 1, len(nums); i < n; i++ {
    j, num := i-1, nums[i]
    for ; j >= 0 && nums[j] > num; j-- {
      nums[j+1] = nums[j]
    }
    nums[j+1] = num
  }
}

func main() {
  nums := []int{1, 2, 7, 9, 5, 8}
  insertionSort(nums)
  fmt.Println(nums)
}

fn insertion_sort(nums: &mut Vec<i32>) {
  let n = nums.len();
  for i in 1..n {
    let mut j = i - 1;
    let temp = nums[i];
    while j >= (0 as usize) && nums[j] > temp {
      nums[j + 1] = nums[j];
      j -= 1;
    }
    nums[j + 1] = temp;
  }
}

fn main() {
  let mut nums = vec![1, 2, 7, 9, 5, 8];
  insertion_sort(&mut nums);
  println!("{:?}", nums);
}

function insertionSort(inputArr) {
  let len = inputArr.length;
  for (let i = 1; i <= len - 1; i++) {
    let temp = inputArr[i];
    let j = i - 1;
    while (j >= 0 && inputArr[j] > temp) {
      inputArr[j + 1] = inputArr[j];
      j--;
    }
    inputArr[j + 1] = temp;
  }
  return inputArr;
}

let arr = [6, 3, 2, 1, 5];
console.log(insertionSort(arr));

using System.Diagnostics;
using static System.Console;
namespace Pro;
public class Program
{
  public static void Main()
  {
    int[] test = new int[] { 31, 12, 10, 5, 6, 7, 8, 10, 23, 34, 56, 43, 32, 21 };
    InsertSortNums(test);
    foreach (var item in test)
    {
      WriteLine(item);
    }
  }
  public static void InsertSortNums(int[] nums)
  {
    for (int initial = 1; initial < nums.Length; initial++)
    {
      for (int second_sort = 0; second_sort < initial; second_sort++)
      {
        if (nums[second_sort] > nums[initial])
        {
          swap(ref nums[second_sort], ref nums[initial]);
        }
      }
    }
  }

  private static void swap(ref int compare_left, ref int compare_right)
  {
    int temp = compare_left;
    compare_left = compare_right;
    compare_right = temp;
  }
}