排序分為內部排序和外部排序。

內部排序：是指待排序列完全存放在內存中所進行的排序過程，適合不太大的元素序列。

外部排序：指的是大文件的排序，即待排序的記錄存儲在外存儲器上，待排序的文件無法一次裝入內存，需要在內存和外部存儲器之間進行多次數據交換，以達到排序整個文件的目的。

當N小於20的時候，插入排序具有最好的性能。

當N大於20時，快速排序具有最好的性能，盡管歸並(merge sort)和堆排序(heap sort)復雜度都為nlog2(n)。

插入排序

插入算法把要排序的數組分成兩部分：

第一部分包含了這個數組的所有元素，但將最後一個元素除外（讓數組多一個空間才有插入的位置），

第二部分就只包含這一個元素（即待插入元素）。在第一部分排序完成後，再將這個最後元素插入到已排好序的第一部分中。

插入排序的基本思想是：

每步將一個待排序的記錄，按其關鍵碼值的大小插入前面已經排序的文件中適當位置上，直到全部插入完為止。

(關鍵碼是數據元素中某個數據項的值，用它可以標示一個數據元素。通常會用記錄來標示數據元素，一個記錄可以有若幹數據項組成。)

ViewController.swift文件：運行時間（24.0695s）

  1 import UIKit
  2 
  3 class ViewController: UIViewController {
  4
 
     //屬性1:用來存儲需要排序的數組
  5     var result : Array<Int> = Array<Int>()
  6     //屬性2:統計排序花費的時間
  7     var date : Date!
  8     
  9     override func viewDidLoad() {
 10         super.viewDidLoad()
 11         // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
 12         //
 
初始化一個整形數組
 13         var array : Array<Int> = Array<Int>()
 14         //將1至100的100個整數，存入到該數組中
 15         for i in 1...100
 16         {
 17             array.append(i)
 18         }
 19         //添加一個循環語句，
 20         //用來生成一個由100個隨機整數組成的數組
 21         for _ in 1...100
 22         {
 23             //首先根據數組的長度，
 24             //獲得一個1至100的隨機整數
 25             let temp = Int(arc4random() % UInt32(array.count))+1
 26             //根據隨機值從數組中獲得指定位置的整數，
 27             //並存儲在用來排序的數組中
 28             let num = array[temp-1]
 29             result.append(num)
 30             //從原數組中移該隨機數，以避免獲得重復的數字
 31             array.remove(at: temp-1)
 32         }
 33         //添加一個循環語句，
 34         //用來生成100個自定義視圖對象
 35         for i in 1...100
 36         {
 37             //初始化自定義視圖對象
 38             let num = result[i-1]
 39             //並設置它的顯示區域。
 40             //其中視圖的高度，是當前數組中的數字的兩倍大小
 41             let view = SortView(frame: CGRect(x: 10+i*3, y: 200, width: 2, height: num * 2))
 42             view.backgroundColor = .black
 43             //設置視圖的標識值
 44             view.tag = i
 45             //並將視圖添加到當前視圖控制器的根視圖
 46             self.view.addSubview(view)
 47         }
 48         //然後添加一個按鈕
 49         //當用戶點擊該按鈕時對數組進行排序
 50         let bt = UIButton(frame: CGRect(x: 10, y: 340, width: 300, height: 40))
 51         //設置背景按鈕的背景顏色為橙色
 52         bt.backgroundColor = .orange
 53         //設置按鈕在正常狀態下的標題文字
 54         bt.setTitle("Sort", for: .normal)
 55         //給按鈕對象綁定點擊事件，
 56         bt.addTarget(self, action: #selector(reOrderView), for: .touchUpInside)
 57         //將按鈕添加到當前視圖控制器的根視圖
 58         self.view.addSubview(bt)
 59     }
 60 
 61     //添加一個方法，用來響應按鈕的點擊事件
 62     @objc func reOrderView()
 63     {
 64         //獲得當前的日期和時間
 65         date = Date()
 66         //在一個全局隊列中，以異步的方式對數組進行排序
 67         //並實時調整和數組中的數值相對應的視圖的位置
 68         DispatchQueue.global().async
 69         {
 70                 //調用實例方法，用來進行可視化的插入排序。
 71                 //該方法在下方的代碼中實現
 72                 self.sort(items: self.result)
 73                 //獲得排序後的系統時間，
 74                 //並在控制臺輸出兩個時間的差值，
 75                 //從而獲得排序所花費的大致時間。
 76                 //考慮線程休眠的影響，此數據僅做參考
 77                 let endDate = Date()
 78                 print(endDate.timeIntervalSince(self.date))
 79         }        
 80     }
 81 
 82     //添加一個方法，用來實現具體的可視化的插入排序的功能
 83     func sort(items: Array<Int>)
 84     {
 85         //獲得進行排序的數組
 86         var list = items
 87         //首先將數組中的第一個元素，看成是已經完成排序的數組。
 88         //然後從第二個元素開始，通過循環語句，
 89         //將未排序的元素，
 90         //由後向前完成排序的數組進行比較和插入
 91         for i in 1..<list.count
 92         {
 93             var j = i
 94             while j > 0
 95             {
 96                 //將待排序的元素，
 97                 //由後向前，和每個已經完成排序的元素進行比較，
 98                 //當該元素小於已經完成排序的元素時，
 99                 //將該元素插入到找到的元素的前方，
100                 //否則退出循環
101                 if list[j] < list[j - 1]
102                 {
103                     //由於需要對界面元素進行調整，
104                     //所以需要切換至主線程
105                     weak var weak_self = self
106                     DispatchQueue.main.async
107                         {
108                             //根據標識值，
109                             //獲得和需要交換順序的數組元素相對應的視圖對象
110                             let view1 = weak_self?.view.viewWithTag(j+1)
111                             let view2 = weak_self?.view.viewWithTag(j)
112                              //獲得兩個視圖對象的水平坐標X的值
113                             let posX1 = view1?.frame.origin.x
114                             let posX2 = view2?.frame.origin.x
115                             //然後交換兩個視圖對象的水平坐標的值
116                             //從而實現兩個視圖對象的位置的交
117                             view1?.frame.origin.x = posX2!
118                             view2?.frame.origin.x = posX1!
119                              //記得更換兩個視圖對象的標識值
120                             view1?.tag = j
121                             view2?.tag = j+1
122                              //交換數組中的兩個元素的位置
123                             let temp = list[j]
124                             list[j] = list[j-1]
125                             list[j-1] = temp
126                             //將第二個循環語句的索引值減1，實現從後往前的遍歷和比較
127                             j = j - 1
128                     }
129                     //使線程休眠0.01秒，
130                     //以方便觀察排序的視覺效果
131                     Thread.sleep(forTimeInterval: 0.01)
132                 }
133                 else
134                 {
135                     //否則退出循環
136                     break
137                 }
138             }
139         }
140     }
141     
142     override func didReceiveMemoryWarning() {
143         super.didReceiveMemoryWarning()
144         // Dispose of any resources that can be recreated.
145     }
146 }

SortView.swift文件

 1 import UIKit
 2 
 3 class SortView: UIView {
 4     //首先重寫父類的初始化方法
 5     override init(frame: CGRect)
 6     {
 7         //設置自定義視圖對象的顯示區域
 8         super.init(frame: frame)
 9         self.frame = frame
10     }
11 
12     //添加一個必須實現的初始化方法
13     required init?(coder aDecoder: NSCoder) {
14         fatalError("init(coder:) has not been implemented")
15     }
16     
17     //重寫父類的重新布局子視圖方法
18     //將在此視圖中對視圖進行外觀設置
19     override func layoutSubviews()
20     {
21         //首先獲得自定義視圖在界面中對Y軸坐標
22         let y: CGFloat = 300 - frame.height
23         //然後重新設置自定義視圖的位置
24         self.frame = frame
25         self.frame.origin.y = y
26         //根據自定義視圖的高度，計算一個權重數值
27         //用於生成不同的背景顏色
28         let weight = frame.height / 200
29         //生成不同y色相的顏色對象，從而給自定義視圖設置不同的背景顏色
30         //然後打開ViewController.swift文件
31         let color = UIColor(hue: weight, saturation: 1, brightness: 1, alpha: 1)
32         self.backgroundColor = color
33     }
34     /*
35     // Only override draw() if you perform custom drawing.
36     // An empty implementation adversely affects performance during animation.
37     override func draw(_ rect: CGRect) {
38         // Drawing code
39     }
40     */
41 }

[Swift]八大排序算法（五）：插入排序