上一篇總結了直接選擇排序和堆排序，這一篇要總結的是插入排序中的直接插入排序和希爾排序，我們主要從以下幾點進行總結。

1、直接插入排序及演算法實現

2、希爾排序及演算法實現

3、直接插入排序PK希爾排序

1、直接插入排序及演算法實現 什麼是直接插入排序呢？直接插入排序的基本思想是：每次從無序序列中取出第一個元素插入到已經排好序的有序序列中，從而得到一個新的，數量加1的有序序列。

1-1、示意圖 下面是直接插入排序的圖解說明。

1-2、程式碼 下面是直接插入排序的演算法實現程式碼。

InsertSort.java

public class InsertSort { public static void main(String[] args) { int[] list = {90, 10, 20, 50, 70, 40, 80, 60, 30, 52}; System.out.println(“直接插入排序

    System.out.println("排序後：");
    insertSort(list);
    display(list);
}

/**
 * 直接插入排序演算法
 */
public static void insertSort(int[] list) {
    // 從無序序列中取出第一個元素 (注意無序序列是從第二個元素開始的)
    for (int i = 1; i < list.length; i++) {
        int temp = list[i];
        int j;
        // 遍歷有序序列
        // 如果有序序列中的元素比臨時元素大，則將有序序列中比臨時元素大的元素依次後移
        for (j = i - 1; j >= 0 && list[j] > temp; j--) {
            list[j + 1] = list[j];
        }
        // 將臨時元素插入到騰出的位置中
        list[j + 1] = temp;
    }
}

/**
 * 遍歷列印
 */
public static void display(int[] list) {
    System.out.println("********展示開始********");
    if (list != null && list.length > 0) {
        for (int num :
                list) {
            System.out.print(num + " ");
        }
        System.out.println("");
    }
    System.out.println("********展示結束********");
}
 

} 測試結果：

2、希爾排序及演算法實現 希爾排序是直接插入排序的一種更高效的改進版本，又稱為“縮小增量排序”。

2-1、示意圖

2-2、程式碼 ShellSort.java

public class ShellSort { public static void main(String[] args) { int[] list = {8, 9, 1, 7, 2, 3, 5, 4, 6, 0}; System.out.println(“希爾排序”); System.out.println(“排序前：”); display(list); System.out.println("");

    System.out.println("排序後：");
    shellSort(list);
    display(list);
}

/**
 * 希爾排序演算法
 */
public static void shellSort(int[] list) {
    // 取增量
    int gap = list.length / 2;

    while (gap >= 1) {
        // 無序序列
        for (int i = gap; i < list.length; i++) {
            int temp = list[i];
            int j;

            // 有序序列
            for (j = i - gap; j >= 0 && list[j] > temp; j = j - gap) {
                list[j + gap] = list[j];
            }
            list[j + gap] = temp;
        }

        // 縮小增量
        gap = gap / 2;
    }
}

/**
 * 遍歷列印
 */
public static void display(int[] list) {
    System.out.println("********展示開始********");
    if (list != null && list.length > 0) {
        for (int num :
                list) {
            System.out.print(num + " ");
        }
        System.out.println("");
    }
    System.out.println("********展示結束********");
}
 

} 測試結果：

3、直接插入排序PK希爾排序 既然希爾排序是直接插入排序的改進版，我們就來測試一下希爾排序是否真的比直接插入排序更快？

程式碼：

InsertSortPkShellSort.java

public class InsertSortPkShellSort { public static void main(String[] args) { testInsertSort(); testShellSort(); }

/**
 * 測試直接插入排序耗費的時間
 */
public static void testInsertSort() {
    int[] list = new int[10000];
    for (int i = 0; i < 10000; i++) {
        list[i] = (int) (Math.random() * 100000);
    }

    // 直接插入排序
    long start = System.currentTimeMillis();
    InsertSort.insertSort(list);
    long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("直接插入排序耗費的時間：" + (end - start));
    display(list);
}

/**
 * 測試希爾排序耗費的時間
 */
public static void testShellSort() {
    int[] list = new int[10000];
    for (int i = 0; i < 10000; i++) {
        list[i] = (int) (Math.random() * 100000);
    }

    // 希爾排序
    long start = System.currentTimeMillis();
    ShellSort.shellSort(list);
    long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("希爾排序耗費的時間：" + (end - start));
    display(list);
}

/**
 * 遍歷列印前10個數
 */
public static void display(int[] list) {
    System.out.println("********排序之後的前10個數start********");
    if (list != null && list.length > 0) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.print(list[i] + " ");
        }
        System.out.println("");
    }
    System.out.println("********排序之後的前10個數end**********");
    System.out.println("");
}

} 測試結果：

從測試結果可以看出，希爾排序比直接插入排序更快。