手写插入排序算法

今天给大家介绍插入排序算法，并且给出源码实现。

插入排序算法的思想是，对于一个包含N个未排序元素的数组，我们可以从位置1开始，通过比较元素1和元素0，把元素1插入到元素0的前面或者后面，实现这两个元素的有序排列。
然后再取元素2，这个元素前面的序列都已经是有序的了，因此只要找到元素2在前面序列中的位置，进行插入，那么元素0至元素2就都排好序了。
再取元素3，向前面有序序列进行插入,依次进行，一直到最后一个N-1元素插入完成，这样整个数组就都排好序了。

因此，插入算法的核心步骤是查找和插入。
查找，可以通过遍历比较，也可以通过二分法进行查找。
插入，对于内存位置连续的数组，可以直接用memmove, 内存位置不连续的只能逐个元素进行位置交换。

插入排序算法的思路比较容易理解，用C语言的代码实现如下：

void insert_sort(int* parr, int count) {
    for (int i = 1; i < count; i++) {
        int val = parr[i];
        int pos = get_insert_pos(parr, i, val);
        if (pos != i) {
            memmove(parr + pos + 1, parr + pos, (i - pos) * sizeof(int));
            parr[pos] = val;
        }
    }
}

用遍历方式实现的 get_insert_pos() 函数，如下：

static int get_insert_pos(int* parr, int count, int val) {
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        if (parr[i] > val) {    // the first bigger item
            return i;
        }
    }

    return count;   // val is the biggest one
}

更快的方式，是用二分法进行查找，代码如下：

static int get_insert_pos(int* parr, int count, int val) {
    int low = 0;
    int high = count - 1;
    while (low < high) {
        int mid = (low + high) / 2;
        if (parr[mid] > val) {
            high = mid - 1;
        } else {
            low = mid + 1;
        }
    }

    return parr[low] > val ? low : low + 1;
}

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