Сортировка вставками

Сортировка вставками — достаточно простой алгоритм. Как в и любом другом алгоритме сортировки, с увеличением размера сортируемого массива увеличивается и время сортировки. Основным преимуществом алгоритма сортировки вставками является возможность сортировать массив по мере его получения.То есть имея часть массива, можно начинать его сортировать. В параллельном программирование такая особенность играет не маловажную роль.

Сортируемый массив можно разделить на две части — отсортированная часть и неотсортированная. В начале сортировки первый элемент массива считается отсортированным, все остальные — не отсортированные. Начиная со второго элемента массива и заканчивая последним, алгоритм вставляет неотсортированный элемент массива в нужную позицию в отсортированной части массива. Таким образом, за один шаг сортировки отсортированная часть массива увеличивается на один элемент, а неотсортированная часть массива уменьшается на один элемент. Рассмотрим пример сортировки по возрастанию массива из 7 чисел (см. Таблица 1):
исходный массив: 3 3 7 1 2 5 0

На каждом шаге сортировки сравнивается текущий элемент со всеми элементами в отсортированной части. На первом шаге сравнивается тройка с тройкой, они равны поэтому не меняем их местами. На втором шаге сравниваем 7 с двумя тройками, 7 > 3 а так как сортировка по возрастанию, то опять элементы массива остаются на своих местах. На третьем шаге единица сравнивается с тремя элементами и все они больше единицы, значит единицу вставляем на первое место, в начало массива. На четвёртом шаге текущий элемент — 2 сравниваем с элементами 1, 3, 3, 7. Получается, что  1 < 2 < 3 и 7 поэтому двойку вставляем между единицей и тройкой. Пятый и шестой шаги выполняются точно также. В итоге на шестом шагу мы получаем отсортированный по возрастанию массив. Запрограммируем алгоритм сортировки вставками на С++.

// insertion_sort.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <ctime>
#include <iomanip>
using namespace std;

void insertionSort(int *, int); // прототип функции сортировки вставками

int main(int argc, char* argv[])
{
    srand(time(NULL));
    setlocale(LC_ALL, "rus");
    cout << "Введите размер массива: ";
    int size_array; // длинна массива
    cin >> size_array;

    int *sorted_array = new int [size_array]; // одномерный динамический массив
    for (int counter = 0; counter < size_array; counter++)
    {
        sorted_array[counter] = rand() % 100; // заполняем массив случайными числами
        cout << setw(2) << sorted_array[counter] << "  "; // вывод массива на экран
    }
    cout << "n";

    insertionSort(sorted_array, size_array); // вызов функции сортировки вставками

    for (int counter = 0; counter < size_array; counter++)
    {
        cout << setw(2) << sorted_array[counter] << "  "; // печать отсортированного массива
    }
    cout << "n";
    delete [] sorted_array; // высвобождаем память
    system("pause");
    return 0;
}

void insertionSort(int *arrayPtr, int length) // сортировка вставками
{
    int temp, // временная переменная для хранения значения элемента сортируемого массива
        item; // индекс предыдущего элемента
    for (int counter = 1; counter < length; counter++)
    {
        temp = arrayPtr[counter]; // инициализируем временную переменную текущим значением элемента массива
        item = counter-1; // запоминаем индекс предыдущего элемента массива
        while(item >= 0 && arrayPtr[item] > temp) // пока индекс не равен 0 и предыдущий элемент массива больше текущего
        {
            arrayPtr[item + 1] = arrayPtr[item]; // перестановка элементов массива 
            arrayPtr[item] = temp;
            item--;
        }
    }
}

Программа сортирует одномерный массив по возрастанию. Изменив знак > в строке 47 массив будет сортироваться по убыванию. Результат работы программы показан на рисунке 1.

Рисунок 1 — Сортировка вставками