Меню

Сортиране при вмъкване в Java - Алгоритъм за сортиране при вмъкване и примери

  • Основен
  • Други
  • Сортиране при вмъкване в Java - Алгоритъм за сортиране при вмъкване и примери

insertion sort java insertion sort algorithm examples

Този урок обяснява сортирането при вмъкване в Java, включително неговия алгоритъм, псевдокод и примери за сортиране на масиви, списък с единично свързване и двойно свързване:

Техниката на алгоритъма за сортиране на вмъкване е подобна на сортирането на балончета, но е малко по-ефективна. Сортирането на вмъкването е по-осъществимо и ефективно, когато е включен малък брой елементи. Когато наборът от данни е по-голям, ще отнеме повече време за сортиране на данните.

=> Погледнете тук ръководството за начинаещи Java.

Сортиране на вмъкване в Java

как да стартирам .swf

Какво ще научите:

Въведение в сортирането по вмъкване в Java

В техниката за сортиране на вмъкване приемаме, че първият елемент в списъка вече е сортиран и започваме с втория елемент. Вторият елемент се сравнява с първия и се разменя, ако не е в ред. Този процес се повтаря за всички следващи елементи.

Като цяло, техниката за сортиране на вмъкване сравнява всеки елемент с всички предишни елементи и сортира елемента, за да го постави в правилното му положение.

Както вече споменахме, техниката за сортиране на вмъкване е по-осъществима за по-малък набор от данни и по този начин масиви с малък брой елементи могат да бъдат сортирани с помощта на ефективно сортиране на вмъкване.

Сортирането по вмъкване е особено полезно при сортиране на свързани структури от данни на списъка. Както знаете, свързаните списъци имат указатели, сочещи към следващия му елемент (единично свързан списък) и предишния елемент (двойно свързан списък). Това улеснява проследяването на предишните и следващите елементи.

По този начин е по-лесно да използвате Insertion sort за сортиране на свързани списъци. Сортирането обаче ще отнеме много време, ако елементите от данни са повече.

В този урок ще обсъдим техниката за сортиране на вмъкване, включително нейния алгоритъм, псевдокод и примери. Също така ще приложим Java програми за сортиране на масив, единично свързан списък и двойно свързан списък, като използваме Insertion sort.

Алгоритъм за сортиране при вмъкване

Алгоритъмът за сортиране на вмъкването е както следва.

Етап 1 : Повторете стъпки 2 до 5 за K = 1 до N-1

Стъпка 2 : задайте temp = A [K]

Стъпка 3 : задайте J = K - 1

Стъпка 4 :

Повторете, докато темп<=A[J]
задайте A [J + 1] = A [J]
задайте J = J - 1
[край на вътрешния цикъл]

Стъпка 5 :

задайте A [J + 1] = темп
[край на цикъла]

Стъпка 6 : изход

Както знаете, сортирането при вмъкване започва от втория елемент, като се приема, че първият елемент вече е сортиран. Горните стъпки се повтарят за всички елементи в списъка от втория елемент нататък и се поставят в желаните им позиции.

Псевдокод за сортиране при вмъкване

Псевдокодът за техниката за сортиране на вмъкване е даден по-долу.

procedure insertionSort(array,N ) array – array to be sorted N- number of elements begin int freePosition int insert_val for i = 1 to N -1 do: insert_val = array[i] freePosition = i //locate free position to insert the element while freePosition > 0 and array[freePosition -1] > insert_val do: array [freePosition] = array [freePosition -1] freePosition = freePosition -1 end while //insert the number at free position array [freePosition] = insert_val end for end procedure

След това нека видим илюстрация, която демонстрира сортиране на масив с помощта на Insertion sort.

Сортиране на масив с помощта на сортиране по вмъкване

Нека вземем пример за сортиране с вмъкване с помощта на масив.

Масивът за сортиране е както следва:

масив за сортиране

Сега за всеки проход сравняваме текущия елемент с всички предишни елементи. Така че при първото преминаване започваме с втория елемент.

Сравнете 2-ри елемент с 1-ви елемент

преминете 2

преминете 3

пас 4

преминете 5

преминете 6

По този начин, ние изискваме N брой проходи, за да сортираме напълно масив, съдържащ N брой елементи.

Горната илюстрация може да бъде обобщена в таблична форма, както е показано по-долу:

разлика между изпитването на дим и здравословното състояние
ПодайтеНесортиран списъксравнениеСортиран списък
1{10,2,6,15,4,1}{10.2}{2,10, 6,15,4,1}
две{2,10, 6,15,4,1}{2,10, 6}{2,6,10,15,4,1}
3{2,6,10,15,4,1}{2.6, 10.15}{2,6,10,15,4,1}
4{2,6,10,15,4,1}{2.6, 10.15.4}{2,4,6,10,15,1}
5{2,4,6,10,15,1}{2,4,6,10,15,1}{1,2,4,6, 10,15}
6{}{}{1,2,4,6, 10,15}

Както е показано на илюстрацията по-горе, в края на всеки проход, един елемент отива на правилното си място. Следователно като цяло, за да поставим N елемента на правилното им място, ни трябват пропуски N-1.

Внедряване на сортиране по вмъкване в Java

Следващата програма показва изпълнението на сортирането на вмъкване в Java. Тук имаме масив, който трябва да бъде сортиран с помощта на сортирането Insertion.

import java.util.*; public class Main { public static void main(String[] args) { //declare an array and print the original contents int[] numArray = {10,6,15,4,1,45}; System.out.println('Original Array:' + Arrays.toString(numArray)); //apply insertion sort algorithm on the array for(int k=1; k=0 && temp <= numArray[j]) { numArray[j+1] = numArray[j]; j = j-1; } numArray[j+1] = temp; } //print the sorted array System.out.println('Sorted Array:' + Arrays.toString(numArray)); } }

Изход:

Оригинален масив: [10, 6, 15, 4, 1, 45]
Сортиран масив: [1, 4, 6, 10, 15, 45]

Прилагане на сортиране по вмъкване - изход

В горното изпълнение се вижда, че сортирането започва от 2ndелемент на масива (циклична променлива j = 1) и след това текущият елемент се сравнява с всички негови предишни елементи. След това елементът се поставя в правилното му положение.

Сортирането с вмъкване работи ефективно за по-малки масиви и за масиви, които са частично сортирани, когато сортирането е завършено за по-малко проходи.

Сортирането по вмъкване е стабилно сортиране, т.е. поддържа реда на равни елементи в списъка.

Сортиране на свързан списък с помощта на сортиране по вмъкване

Следващата програма на Java показва сортирането на единично свързан списък с помощта на сортирането на вмъкване.

import java.util.*; class Linkedlist_sort { node head; node sorted; //define node of a linked list class node { int val; node next; public node(int val) { this.val = val; } } //add a node to the linked list void add(int val) { //allocate a new node node newNode = new node(val); //link new node to list newNode.next = head; //head points to new node head = newNode; } // sort a singly linked list using insertion sort void insertion_Sort(node headref) { // initially, no nodes in sorted list so its set to null sorted = null; node current = headref; // traverse the linked list and add sorted node to sorted list while (current != null) { // Store current.next in next node next = current.next; // current node goes in sorted list Insert_sorted(current); // now next becomes current current = next; } // update head to point to linked list head = sorted; } //insert a new node in sorted list void Insert_sorted(node newNode) { //for head node if (sorted == null || sorted.val >= newNode.val) { newNode.next = sorted; sorted = newNode; } else { node current = sorted; //find the node and then insert while (current.next != null && current.next.val

Изход:

Оригинален свързан списък:
1 8 32 2 10
Сортиран свързан списък:
1 2 8 10 32

изход - свързан списък

В горната програма дефинирахме клас, който създава свързан списък и добавя възли към него, както и го сортира. Тъй като единично свързаният списък има следващ указател, по-лесно е да се следи възлите при сортиране на списъка.

Сортиране на двойно свързан списък с помощта на сортиране по вмъкване

Следващата програма сортира двойно свързан списък с помощта на Insertion sort. Имайте предвид, че тъй като двойно свързаният списък има както предишни, така и следващи указатели, лесно е да се актуализират и свържат отново указателите, докато сортирате данните.

class Main { // doubly linked list node static class Node { int data; Node prev, next; }; // return a new node in DLL static Node getNode(int data){ //create new node Node newNode = new Node(); // assign data to node newNode.data = data; newNode.prev = newNode.next = null; return newNode; } // insert a node in sorted DLL static Node insert_Sorted(Node head_ref, Node newNode) { Node current; //list is empty if (head_ref == null) head_ref = newNode; // node is inserted at the beginning of the DLL else if ((head_ref).data >= newNode.data) { newNode.next = head_ref; newNode.next.prev = newNode; head_ref = newNode; } else { current = head_ref; // find the node after which new node is to be inserted while (current.next != null && current.next.data prev points to new node / if ((head_ref) != null) (head_ref).prev = newNode; // move the head to point to the new node / (head_ref) = newNode; return head_ref; } public static void main(String args[]) { // create empty DLL Node head = null; // add nodes to the DLL head=addNode(head, 5); head=addNode(head, 3); head=addNode(head, 7); head=addNode(head, 2); head=addNode(head, 11); head=addNode(head, 1); System.out.println( 'Original doubly linked list:'); print_DLL(head); head=insertion_Sort(head); System.out.println(' Sorted Doubly Linked List:'); print_DLL(head); } }

Изход:

Оригинален двойно свързан списък:
1 11 2 7 3 5
Сортиран двойно свързан списък:
1 2 3 5 7 11

Резултат - двойно свързан списък

често задавани въпроси

В # 1) Какво представлява сортирането при вмъкване в Java?

Отговор: Сортирането по вмъкване е проста техника за сортиране в Java, която е ефективна за по-малък набор от данни и на място. Предполага се, че първият елемент винаги се сортира и след това всеки следващ елемент се сравнява с всички предишни елементи и се поставя в правилното му положение.

Q # 2) Защо вмъкването е по-добро?

Отговор: Сортирането с вмъкване е по-бързо за по-малки набори от данни, когато другите техники като бързото сортиране добавят режийни чрез рекурсивни повиквания. Сортирането при вмъкване е сравнително по-стабилно от другите алгоритми за сортиране и изисква по-малко памет. Сортирането по вмъкване работи и по-ефективно, когато масивът е почти сортиран.

Q # 3) За какво се използва сортирането за вмъкване?

Отговор: Сортирането при вмъкване се използва най-вече в компютърни приложения, които изграждат сложни програми като търсене на файлове, намиране на пътеки и компресиране на данни.

Q # 4)Каква е ефективността на Insertion Sort?

Отговор: Сортирането при вмъкване има средно представяне на случая на O (n ^ 2). Най-добрият случай за сортиране на вмъкване е, когато масивът вече е сортиран и е O (n). Най-лошият резултат за сортиране при вмъкване отново е O (n ^ 2).

Заключение

Сортирането по вмъкване е проста техника за сортиране, която работи върху масиви или свързани списъци. Полезно е, когато наборът от данни е по-малък. С увеличаването на набора от данни тази техника става по-бавна и неефективна.

Сортирането по вмъкване също е по-стабилно и на място от другите техники за сортиране. Няма допълнителна памет, тъй като не се използва отделна структура за съхранение на сортирани елементи.

най-добрия софтуер за извличане на DVD за

Сортирането по вмъкване работи добре при сортиране на свързани списъци, които са едновременно и двойно свързани списъци. Това е така, защото свързаният списък се състои от възли, които са свързани чрез указатели. Следователно сортирането на възлите става по-лесно.

В нашия предстоящ урок ще обсъдим още една техника за сортиране в Java.

=> Прочетете серията Easy Training Training.

Препоръчително четене

^