Python 语言 插入排序的基本逻辑

Python阿木 发布于 3 天前 5 次阅读


阿木博主一句话概括:深入解析Python中的插入排序算法

阿木博主为你简单介绍:
插入排序是一种简单直观的排序算法,它的工作原理是通过构建有序序列,对于未排序数据,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应位置并插入。本文将围绕Python语言,详细解析插入排序的基本逻辑,并通过实际代码实现来展示其工作原理。

一、插入排序的基本概念
插入排序是一种基于比较的排序算法,其基本思想是将一个记录插入到已经排好序的有序表中,从而得到一个新的、记录数增加1的有序表。插入排序的时间复杂度为O(n^2),适用于数据量较小的场景。

二、插入排序的基本逻辑
插入排序的基本逻辑如下:

1. 从第一个元素开始,该元素可以认为已经被排序;
2. 取出下一个元素,在已排序的元素序列中从后向前扫描;
3. 如果该元素(已排序)大于新元素,将该元素移到下一位置;
4. 重复步骤3,直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置;
5. 将新元素插入到该位置后;
6. 重复步骤2~5,直到所有元素均被排序。

三、Python代码实现
以下是一个使用Python实现的插入排序算法的示例代码:

python
def insertion_sort(arr):
for i in range(1, len(arr)):
key = arr[i]
j = i - 1
while j >= 0 and key < arr[j]:
arr[j + 1] = arr[j]
j -= 1
arr[j + 1] = key
return arr

测试代码
if __name__ == "__main__":
arr = [12, 11, 13, 5, 6]
print("Original array:", arr)
sorted_arr = insertion_sort(arr)
print("Sorted array:", sorted_arr)

四、代码解析
1. `insertion_sort` 函数接收一个列表 `arr` 作为参数,该列表包含待排序的元素。
2. 循环从第二个元素开始,因为第一个元素默认为已排序。
3. `key` 变量用于存储当前待排序的元素。
4. `j` 变量用于在已排序的元素序列中从后向前扫描。
5. `while` 循环用于将大于 `key` 的元素向后移动一位。
6. 当找到小于或等于 `key` 的元素时,将 `key` 插入到该位置。
7. 返回排序后的列表。

五、性能分析
插入排序的时间复杂度为O(n^2),空间复杂度为O(1)。在数据量较小的情况下,插入排序的性能表现较好。当数据量较大时,其性能会显著下降。

六、总结
插入排序是一种简单直观的排序算法,其基本逻辑易于理解。本文通过Python代码实现了插入排序算法,并对代码进行了详细解析。在实际应用中,插入排序适用于数据量较小的场景,对于大数据量的排序,可以考虑其他更高效的排序算法,如快速排序、归并排序等。