//從第2個元素遍歷到最后一個元素，在每一次迭代中，要將arr[i]放到前面合適的位置
//每一次迭代完成后，要保證[0, i]這個區(qū)間內(nèi)的元素有序.
template<typename T>
void insertionSort(T arr[], int n){
    
    for(int i = 1; i < n; i++){
    //尋找元素arr[i]合適的插入位置
    //寫法1 
    /*
        for(int j = i; j > 0; j--){
         if(arr[j] < arr[j-1])
            swap(arr[j], arr[j-1]);
        else
            break;
         }
    */
    //寫法2 
    for(int j = i; j > 0 && arr[j] < arr[j-1]; j--)
        swap( arr[j], arr[j-1]);
    }
}

測試：

main.cpp:
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include "temp.h"
#include "SelectionSort.h"
using namespace std;

template<typename T>
void insertionSort(T arr[], int n){
    
    for(int i = 1; i < n; i++){
    //尋找元素arr[i]合適的插入位置
    //寫法1 
    /*
        for(int j = i; j > 0; j--){
         if(arr[j] < arr[j-1])
            swap(arr[j], arr[j-1]);
        else
            break;
         }
    */
    //寫法2 
    for(int j = i; j > 0 && arr[j] < arr[j-1]; j--)
        swap( arr[j], arr[j-1]);
    }
}

int main()
{
    int n = 10000;
    cout << "Test for Random Array ,size = " << n << ", random range [0, " << n << "]" << endl;
    int *arr1 = SortTestHelper::generateRandomArray(n,0,n);
    int *arr2 = SortTestHelper::copyIntArray(arr1, n);
    SortTestHelper::testSort("Insertion Sort", insertionSort, arr1, n);
    SortTestHelper::testSort("Selection Sort", selectionSort, arr2, n);
    delete[]arr1;
    delete[]arr2;
    cout << endl;
    return 0;
}

SelectionSort.h:
#ifndef _SELECTIONSORT_H
#define _SELECTIONSORT_H
#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;

template<typename T>
void selectionSort(T arr[], int n)
{
    for(int i = 0; i < n-1; i++){
        int minIndex = i;
        for(int j = i + 1; j < n; j++)
            if(arr[j] < arr[minIndex])
                minIndex = j;
        swap(arr[i], arr[minIndex]);
    }
}
#endif

temp.h:
#ifndef _TEMP_H
#define _TEMP_H
#include <iostream>
#include <ctime>
#include <cassert>
#include <algorithm>
using namespace std;

namespace SortTestHelper{
    // 生成有n個元素的隨機(jī)數(shù)組,每個元素的隨機(jī)范圍為[rangeL, rangeR]
    int *generateRandomArray(int n, int rangeL, int rangeR){
        assert(rangeL <= rangeR);
        int *arr = new int[n];
        srand(time(NULL));//將當(dāng)前時間作為種子設(shè)置 
        for(int i = 0; i < n; i++)
            arr[i]  = rand() % (rangeR - rangeL + 1) + rangeL;//函數(shù)返回一個隨機(jī)整數(shù)，但需要對隨機(jī)整數(shù)的范圍進(jìn)行控制 
        return arr;
    }
    
    
    int *generateNearlyOrderedArray(int n, int swapTimes){
        int *arr = new int [n];
        for(int i = 0; i < n; i++)
            arr[i] = i;
        srand(time(NULL));
        for( int i = 0; i < swapTimes; i++ ){
            int posx = rand()%n;
            int posy = rand()%n;
            swap( arr[posx], arr[posy]);
        }
        return arr;
    }
    
    int* copyIntArray(int a[], int n){
        int *arr = new int [n];
        copy(a, a + n, arr);
        return arr;
    }
    
    
    template<typename T>
    void PrintArray(T arr[], int n){
        for( int i = 0; i < n; i++)
            cout << arr[i] << " ";
        cout << endl;
        return;
    }
    template<typename T>
    bool isSorted(T arr[], int n){
        for( int i = 0; i < n-1; i++ )
            if(arr[i] > arr[i+1])
                return false;
        return true;
    }
    /*
    * endTime - startTime返回的是運行了幾個時鐘周期
    * CLOCK_PER_SEC是標(biāo)準(zhǔn)庫中定義的宏，表示每秒鐘運行的時鐘周期的個數(shù)
    */
    template<typename T>
    void testSort(const string& sortName, void (*sort)(T[], int), T arr[], int n){
        clock_t startTime = clock(); //返回表示時鐘周期的數(shù)據(jù)
        sort(arr, n);
        clock_t endTime = clock();
        assert(isSorted(arr,n));
        cout << sortName << ":" << double( endTime - startTime ) / CLOCKS_PER_SEC << " s" << endl;
        return;
    }
};

#endif

小結(jié)：

這個未改進(jìn)的插入排序和之前的選擇排序相比，內(nèi)層循環(huán)可以提前退出，理論上應(yīng)該比選擇排序要高校(因為選擇排序內(nèi)存的循環(huán)不能提前退出),但實際上，對于一個很隨機(jī)的數(shù)組(這個隨機(jī)是相對于有序性的，即有序性很差)，我們測試得到的結(jié)果是選擇排序更高效。

這是因為在這個版本的插入排序中，在遍歷的同時也在不停地交換，交換是比簡單的比較操作還要耗時的，因為每次交換背后都有三次賦值的操作，對于數(shù)組來說還有訪問索引相應(yīng)位置的元素的時間。

下一篇將改進(jìn)插入排序算法，使其在內(nèi)層循環(huán)中只交換一次。