java實現插入排序后如何進一步優化

這篇文章將為大家詳細講解有關java實現插入排序后如何進一步優化，小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

最樸素的版本：從數組的第二個元素進行操作，一旦發現其前面的元素比他大，就交換。

static int[] insertSort(int[] array){
        int len = array.length;
        for (int begin = 1; begin < len; begin++){
            int cur = begin;
            while (cur > 0 && array[cur] < array[cur-1]){
                int tmp = array[cur];
                array[cur] = array[cur-1];
                array[cur-1] = tmp;
                cur--;
            }
        }
        return array;
    }

第一步優化：從數組的第二個元素進行操作，如果發現其前面的元素比他大，就將其前面的元素往后挪，直到cur指向的元素大于或者等于他前一個元素，此時cur指向的位置就是待插入元素應該插入的位置。

    static int[] insertSort2(int[] array){
        int len = array.length;
        for (int begin = 1; begin < len; begin++){
            int cur = begin;
            int tmp = array[cur];
            while (cur > 0 && array[cur] < array[cur-1]){
                array[cur] = array[cur-1];
                cur--;
            }
            array[cur] = tmp;
        }
        return array;
    }

第二步優化

第三種算法和第二種其實本質上是一樣的，都是找待插入位置，挪動元素，只不過第三種算法通過二分查找減少了比較次數，即cmp函數的調用，還減少了swap函數的調用。更快的找到了當前元素應該插入的位置，然后再進行挪動，提高了效率。

static int[] insertSort3(int[] array){
        int len = array.length;

        for (int begin = 1; begin < len; begin++){
            int v = array[begin];
            int insertIndex = search(array,begin);
            // 將 [insertIndex, begin) 范圍內的元素往右邊挪動一個單位
            for (int i = begin; i > insertIndex; i--){
                array[i] = array[i-1];
            }
            array[insertIndex] = v;
        }
        return array;
    }
    static int search(int[] array, int index){
        int begin = 0;
        int end = index;
        while(begin < end){
            int mid = (begin+end) >> 1;
            if (array[index] < array[mid]){
                end = mid;
            }else{
                begin = mid+1;
            }
        }
        return begin;
    }

需要注意的是：使用了二分搜索后，只是減少了比較次數，但插入排序的平均時間復雜度依然是O(n^2)

將其中的挪動操作分離出來的效果：

    package com.mj.sort.cmp;import com.mj.sort.Sort;public class InsertionSort3<T extends Comparable<T>> extends Sort<T> {

	//	protected void sort() {//		for (int begin = 1; begin < array.length; begin++) {//			T v = array[begin];//			int insertIndex = search(begin);//			// 將 [insertIndex, begin) 范圍內的元素往右邊挪動一個單位			for (int i = begin - 1; i >= insertIndex; i--) {							}//			for (int i = begin; i > insertIndex; i--) {//				array[i] = array[i - 1];//			}//			array[insertIndex] = v;//		}//	}
	
	@Override
	protected void sort() {
		for (int begin = 1; begin < array.length; begin++) {
			insert(begin, search(begin));	//元素索引給你，你告訴這個位置的元素往哪插
		} 
	}
	
	/**
	 * 將source位置的元素插入到dest位置
	 * @param source
	 * @param dest
	 */
	private void insert(int source, int dest) {
		T v = array[source];
		for (int i = source; i > dest; i--) {
			array[i] = array[i - 1];
		}
		array[dest] = v;
	}
	
	/**
	 * 利用二分搜索找到 index 位置元素的待插入位置
	 * 已經排好序數組的區間范圍是 [0, index)
	 * @param index
	 * @return
	 */
	private int search(int index) {
		int begin = 0;
		int end = index;
		while (begin < end) {
			int mid = (begin + end) >> 1;
			if (cmp(array[index], array[mid]) < 0) {
				end = mid;
			} else {
				begin = mid + 1;
			}
		}
		return begin;
	}}

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