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Go 实现插入排序算法及优化

发布时间:2022/12/10 16:58:20

Go 实现插入排序算法及优化

  • 插入排序
  • 算法实现
  • 算法优化
  • 小结

耐心和持久胜过激烈和狂热。

哈喽大家好,我是陈明勇,今天分享的内容是使用 Go 实现插入排序算法。如果本文对你有帮助,不妨点个赞,如果你是 Go 语言初学者,不妨点个关注,一起成长一起进步,如果本文有错误的地方,欢迎指出!

插入排序

插入排序是一种简单的排序算法,以数组为例,我们可以把数组看成是多个数组组成。插入排序的基本思想是往前面已排好序的数组中插入一个元素,组成一个新的数组,此数组依然有序。光看文字可能不理解,让我们看看图示:

在这里插入图片描述
插入排序的时间复杂度为 O(N²)。

算法实现

import ("fmt"
)func main() {nums := [4]int{4, 1, 3, 2}fmt.Println("原数组:", nums)fmt.Println("--------------------------------")InsertionSort(nums)
}func InsertionSort(nums [4]int) {for i := 1; i < len(nums); i++ {for j := i; j > 0 && nums[j] < nums[j-1]; j-- {nums[j], nums[j-1] = nums[j-1], nums[j]}fmt.Printf("第 %d 轮后:%v\n", i, nums)}fmt.Println("--------------------------------")fmt.Println("排序后的数组:", nums)
}

执行结果:

原数组: [4 1 3 2]
--------------------------------
第 1 轮后:[1 4 3 2]
第 2 轮后:[1 3 4 2]
第 3 轮后:[1 2 3 4]
--------------------------------
排序后的数组: [1 2 3 4]
  • 第一层循环的 i 变量,表示待排序的元素;
  • 第二层循环:
    • j 变量的初值为 i 的值,由 j 变量往前去寻找待插入的位置;
    • 循环条件为 j > 0 && nums[j] < nums[j - 1]
      • j > 0 → 寻找到左边界则结束寻找;
      • nums[j] < nums[j - 1] → 左边元素小于待排序的元素则结束寻找;
    • 循环体为元素交换逻辑,只要满足循环条件,则不断交换元素,直到交换到待插入的位置,才终止。

算法优化

上面的代码,是通过不断地交换元素,直到无法交换,才能将元素放置到待插入的位置,为了避免频繁交换元素而导致效率低,将交换的逻辑变成把前面的数往后移,最后再将待排序的元素插入到合适的位置即可。

import ("fmt"
)func main() {nums := [4]int{4, 1, 3, 2}fmt.Println("原数组:", nums)fmt.Println("--------------------------------")InsertionSort(nums)
}func InsertionSort(nums [4]int) {for i := 1; i < len(nums); i++ {t := nums[i]j := ifor ; j > 0 && t < nums[j-1]; j-- {nums[j] = nums[j-1]}nums[j] = tfmt.Printf("第 %d 轮后:%v\n", i, nums)}fmt.Println("--------------------------------")fmt.Println("排序后的数组:", nums)
}
  • 用变量 t 记录待排序的元素,用 j 变量往前查找,只要前面的数比 t 大,那么就往后移,最后将 t 插入到合适的位置。

小结

  • 本文首先对插入排序进行简单地介绍,通过图片来演示插入排序的过程,然后使用 Go 语言实现插入排序的算法。为减少算法中交换次数的逻辑,对算法进行优化,将交换的逻辑变成把前面的数往后移,最后将待排序的数插入到合适的位置即可。
  • 除了这种优化方式,还有一种改造方式:普通的算法往左查找的方式是线性查找,由于元素是有序的,因此线性查找可以换成二分查找,但是经过二分找到待插入的位置之后,也得移动前面的元素,相比上面的优化方法,还多了 O(logn) 的查找时间复杂度,因此我认为没有必要改造成二分查找。

本文链接:https://www.ngui.cc/article/show-747456.html
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