Java经典排序算法之二分插入排序详解

时间:2021-05-20

一、折半插入排序(二分插入排序)

将直接插入排序中寻找A[i]的插入位置的方法改为采用折半比较,即可得到折半插入排序算法。在处理A[i]时,A[0]……A[i-1]已经按关键码值排好序。所谓折半比较,就是在插入A[i]时,取A[i-1/2]的关键码值与A[i]的关键码值进行比较,如果A[i]的关键码值小于A[i-1/2]的关键码值,则说明A[i]只能插入A[0]到A[i-1/2]之间,故可以在A[0]到A[i-1/2-1]之间继续使用折半比较;否则只能插入A[i-1/2]到A[i-1]之间,故可以在A[i-1/2+1]到A[i-1]之间继续使用折半比较。如此担负,直到最后能够确定插入的位置为止。一般在A[k]和A[r]之间采用折半,其中间结点为A[k+r/2],经过一次比较即可排除一半纪录,把可能插入的区间减小了一半,故称为折半。执行折半插入排序的前提是文件纪录必须按顺序存储。

二、算法原理

折半插入排序的算法思想:

算法的基本过程:
(1)计算 0 ~ i-1 的中间点,用 i 索引处的元素与中间值进行比较,如果 i 索引处的元素大,说明要插入的这个元素应该在中间值和刚加入i索引之间,反之,就是在刚开始的位置 到中间值的位置,这样很简单的完成了折半;
(2)在相应的半个范围里面找插入的位置时,不断的用(1)步骤缩小范围,不停的折半,范围依次缩小为 1/2 1/4 1/8 .......快速的确定出第 i 个元素要插在什么地方;
(3)确定位置之后,将整个序列后移,并将元素插入到相应位置。

三、代码实现

public class BinarySort { public static void binarySort(int[] source) { int i, j; int high, low, mid; int temp; for (i = 1; i < source.length; i++) { // 查找区上界 low = 0; // 查找区下界 high = i - 1; //将当前待插入记录保存在临时变量中 temp = source[i]; while (low <= high) { // 找出中间值 // mid = (low + high) / 2; mid = (low + high) >> 1; //如果待插入记录比中间记录小 if (temp<source[mid] ) { // 插入点在低半区 high = mid - 1; } else { // 插入点在高半区 low = mid + 1; } } //将前面所有大于当前待插入记录的记录后移 for (j = i - 1; j >=low; j--) { source[j + 1] = source[j]; } //将待插入记录回填到正确位置. source[low] = temp; System.out.print("第" + i + "趟排序:"); printArray(source); } } private static void printArray(int[] source) { for (int i = 0; i < source.length; i++) { System.out.print("\t" + source[i]); } System.out.println(); } public static void main(String[] args) { int source[] = new int[] { 12, 15, 9, 14, 4, 18, 23, 6 }; System.out.print("初始关键字:"); printArray(source); System.out.println(""); binarySort(source); System.out.print("\n\n排序后结果:"); printArray(source); } }

四、运行结果

初始关键字: 12 15 9 14 4 18 23 6 第1趟排序: 12 15 9 14 4 18 23 6 第2趟排序: 9 12 15 14 4 18 23 6 第3趟排序: 9 12 14 15 4 18 23 6 第4趟排序: 4 9 12 14 15 18 23 6 第5趟排序: 4 9 12 14 15 18 23 6 第6趟排序: 4 9 12 14 15 18 23 6 第7趟排序: 4 6 9 12 14 15 18 23 排序后结果: 4 6 9 12 14 15 18 23

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