C#数据结构与算法系列（二十）：插入排序算法（InsertSort）

1.介绍

插入排序算法属于内部排序算法，是对于欲排序的元素以插入的方式找寻该元素的适当位置，以达到排序的目的

2.思想

插入排序（Insertion Sorting）的基本思想是：把n个待排序的元素看成为一个有序表和一个无序表，开始时有序表中只包含一个元素，

无序表中包含有n-1个元素，排序过程中每次从无序表中取出第一个元素，把它的排序码依次与有序表元素的排序码进行比较，将它插入到有序表中的适当位置，使之成为新的有序表。

3.思路图

4.代码演示

using System;

namespace DataStructure
{
    public class InsertSort
    {
        public static void Test()
        {
            int[] arr = { 5, 3, 4, 1 };

            Console.WriteLine($"排序的数组:{ArrayToString(arr)}");

            Console.WriteLine("
封装后的插入排序");

            Sort(arr);

            Console.WriteLine("
封装前的插入排序");

            arr = new int[] { 5, 3, 4, 1 };

            {
                int insertValue = arr[1];

                int insertIndex = 1 - 1;

                while (insertIndex >= 0 && insertValue < arr[insertIndex])
                {
                    arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex];

                    insertIndex--;
                }

                if (insertIndex + 1 != 1)
                {
                    arr[insertIndex + 1] = insertValue;
                }

                Console.WriteLine($"
第{1}轮排序后的结果:{ArrayToString(arr)}");
            }
            {
                int insertValue = arr[2];

                int insertIndex = 2 - 1;

                while (insertIndex >= 0 && insertValue < arr[insertIndex])
                {
                    arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex];

                    insertIndex--;
                }

                if (insertIndex + 1 != 2)
                {
                    arr[insertIndex + 1] = insertValue;
                }

                Console.WriteLine($"
第{2}轮排序后的结果:{ArrayToString(arr)}");
            }

            {
                int insertValue = arr[3];

                int insertIndex = 3 - 1;

                while (insertIndex >= 0 && insertValue < arr[insertIndex])
                {
                    arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex];

                    insertIndex--;
                }

                if (insertIndex + 1 != 3)
                {
                    arr[insertIndex + 1] = insertValue;
                }

                Console.WriteLine($"
第{3}轮排序后的结果:{ArrayToString(arr)}");
            }
        }

        /// <summary>
        /// 插入排序封装
        /// </summary>
        /// <param name="arr"></param>
        private static void Sort(int[] arr)
        {
            //要循环的次数
            for (int i = 1; i < arr.Length; i++)
            {
                //设置待插入的值
                int insertValue = arr[i];

                //设置待插入的索引
                int insertIndex = i - 1;

                //1.insertIndex >= 0保证在给insertValue找插入位置不越界
                //2.insertValue < arr[insertIndex] 待插入的数，还没有找到插入位置 
                //也就是说当待插入的值与前一个值比较，如果小于那么就把值后移
                while (insertIndex >= 0 && insertValue < arr[insertIndex])
                {                   
                    arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex];

                    //一直与前一个比较，知道索引到0
                    insertIndex--;
                }

                //当索引位置变了后，就说明插入位置找到
                if (insertIndex + 1 != i)
                {
                   
                    arr[insertIndex + 1] = insertValue;
                }

                Console.WriteLine($"
第{i}轮排序后的结果:{ArrayToString(arr)}");
            }         
        }

        /// <summary>
        /// 将数组转换成String
        /// </summary>
        /// <param name="arr"></param>
        /// <returns></returns>
        public static string ArrayToString(int[] arr)
        {

            string result = "";

            for (int i = 0; i < arr.Length; i++)
            {
                result += arr[i] + ",";
            }

            return result;
        }
    }
}

5.结果图