前言

上一篇中我们说到了《排序基础之选择排序》，这一篇我们来学习一下排序算法中的另一种基础排序算法——插入排序。

一、什么是插入排序

简单来说就是：每次只处理一个元素，把这个元素插入到前面已经排好序的元素中，即：arr[0,i)已排好序，arr[i...n)未排序，把arr[i]放到合适的位置，比如：

实现思想：双层循环，外层循环i从下标0开始遍历，内层循环j从下标i处开始遍历，将下标j和下标j-1处的两个元素进行比较，如果下标j位置处的元素比下标j-1位置处的元素小，则将二者交换位置，然后下标j继续减1向左比较它的前一个元素，直到下标j所在位置元素不大于下标j-1处的元素，则跳出该层循环，依次类推，直至排序完成。

二、实现插入排序

下面我们通过代码来实现这个排序的过程：

public class InsertSort {
    public static void main(String[] args) {
        Integer[] arr = {6, 4, 2, 3, 1, 5};
        InsertSort.sort(arr);
        for (int ele : arr) {
            System.out.print(ele + " ");
        }
        System.out.println();

        Student[] students = {new Student("张三", 89),
                new Student("李四", 98),
                new Student("王五", 60)};
        InsertSort.sort(students);
        for (Student s : students) {
            System.out.println(s);
        }
    }

    private InsertSort() {
    }

    public static <T extends Comparable<T>> void sort(T[] arr) {
        // 将arr[i]插入到合适的位置
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = i; j - 1 >= 0; j--) {
                if (arr[j].compareTo(arr[j - 1]) < 0) {
                    swap(arr, j, j - 1);
                } else {
                    break;
                }
            }
        }
    }

    private static <T> void swap(T[] arr, int i, int j) {
        T temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }
}

运行结果如下：

三、插入排序优化

同样来看上面说到的这个数组[6,4,2,3,1,5]，假如我们要对3这个元素它所在的位置进行排序，当前数组应该是：

我们上面的实现方式是用3这个元素不断的与它之前的元素进行位置的交换，要知道一次位置交换实际上进行了3次的操作，如果数据量很大的话，这个影响还是有的。现在我们想要对这种方式进行一定的优化，我们可以采用赋值的方式进行优化，思想就是：使用一个变量暂存元素3，然后进行元素比较时，如果前一个元素比3大，则直接把原来3所在位置的元素赋值为6，然后继续再比较前一个元素，直到找到对应的位置之后，将该位置的元素赋值为之前变量暂存的元素，这个流程实际上并未进行元素的交换，而是进行了元素的平移。

下面直接用代码来实现一下：