1 、介绍。
将直接插入排序中寻找A[i] 的插入位置的方法改为采用折半比较，即可得到折半插入排序算法。在处理 A[i] 时， A[0] …… A[i-1] 已经按关键码值排好序。所谓折半比较，就是在插入 A[i] 时，取 A[i-1/2] 的关键码值与 A[i] 的关键码值进行比较，如果 A[i] 的关键码值小于 A[i-1/2] 的关键码值，则说明 A[i] 只能插入 A[0] 到 A[i-1/2] 之间，故可以在外汇返佣A[0] 到 A[i-1/2-1] 之间继续使用折半比较；否则只能插入 A[i-1/2] 到 A[i-1] 之间，故可以在 A[i-1/2+1] 到 A[i-1] 之间继续使用折半比较。如此担负，直到后能够确定插入的位置为止。一般在 A[k] 和 A[r] 之间采用折半，其中间结点为 A[k+r/2] ，经过一次比较即可排除一半记录，把可能插入的区间减小了一半，故称为折半。执行折半插入排序的前提是文件记录必须按顺序存储。
折半插入排序是稳定排序，不需要额外内存，空间复杂度O(1) 。时间复杂度，佳情况： O(n^2) 差情况： O(n^2) 平均情况： O(n^2) 。
2 、步骤。
跟直接插入排序的步骤相似，只不过查找插入点的方法不一样。直接插入排序是从有序区的后一个数依次向前找，而折半插入排序是通过折半的方式进行查找。
(1) 计算 0 ~ i-1 的中间点，用 i 索引处的元素与中间值进行比较，如果 i 索引处的元素大，说明要插入的这个元素应该在中间值和刚加入 i 索引之间，反之，就是在刚开始的位置 到中间值的位置，这样很简单的完成了折半；
(2) 在相应的半个范围里面找插入的位置时，不断的用（ 1 ）步骤缩小范围，不停的折半，范围依次缩小为 1/2 1/4 1/8 ....... 快速的确定出第 i 个元素要插在什么地方；
(3) 确定位置之后，将整个序列后移，并将元素插入到相应位置。
3 、代码。
public static void main(String[] args) {
System.out.println("------ 开始 ------");
// 生成生成两份随机数组，其中用系统自带的方法进行排序，到时候进行验证。
final int number = 100000;
int[] sortArray = new int[number];
int[] sortArrayCopy = new int[number];
for (int i = 0; i < sortArray.length; i++) {
sortArray[i] = (int) (Math.random() * number);
}
System.arraycopy(sortArray, 0, sortArrayCopy, 0, number);// 数组复制
Arrays.sort(sortArrayCopy);
// 开始排序
long startTime = System.currentTimeMillis();
halveInsertSort(sortArray);// 折半插入排序
System.out.println(" 花费时间： " + (System.currentTimeMillis() - startTime));
// 跟系统排序之后数组进行比较，查看是否排序成功。
if (Arrays.equals(sortArray, sortArrayCopy)) {
System.out.println(" 排序成功 ");
} else {
System.out.println(" 排序失败 ");
}
System.out.println("------ 结束 ------");
}
// 折半插入排序 佳情况： T(n) = O(n) 坏情况： T(n) = O(n2) 平均情况： T(n) = O(n2)
private static void halveInsertSort(int[] array) {
int flag;
int low, middle, high;
for (int i = 1; i < array.length; i++) {//n-1 轮
flag = array[i];
low = 0;
high = i - 1;
while (low <= high) {// 后的情况就是 low==high==middle 的判断
middle = (low + high) / 2;
if (array[i] > array[middle]) {
low = middle + 1;
} else {
high = middle - 1;
}
}
for (int j = i; j > high + 1; j--) {
array[j] = array[j - 1];
}
array[high + 1] = flag;
}
}
public class InsertSort {
/* 使用折半插入法进行排序 */
public static void main(String[] args) {
int array[]=new int[]{9,8,7,6,5,4,3,2,1}; // 把待排序的数存放在数组中
int i,j,temp;
int low,high,mid;
for(i=1;i
temp=array[i];
low=0;
high=i-1;
while(low<=high){ // 折半查找插入位置
mid=(low+high)/2;
if(array[mid]>temp){
high=mid-1;
}else{
low=mid+1;
}
}
for(j=i-1;j>=low;j--){ // 后移
array[j+1]=array[j];
}
array[low]=temp; // 插入
}
for(i=0;i<array.length;i++){
System.out.print(array[i]+" ");
}
}
}
类型定义头文件
#define MAXSIZE 20 /* 一个用作示例的小顺序表的大长度 */
typedef int InfoType; /* 定义其它数据项的类型 */
typedef int KeyType; /* 定义关键字类型为整型 */
typedef struct
{
KeyType key; /* 关键字项 */
InfoType otherinfo; /* 其它数据项，具体类型在主程中定义 */
}RedType; /* 记录类型 */
typedef struct
{
RedType r[MAXSIZE+1]; /* r[0] 闲置或用作哨兵单元 */
int length; /* 顺序表长度 */
}SqList; /* 顺序表类型 */
函数文件
void BinInsertSort(SqList *L)
/* 折半插入排序 */
{
int i,j,mid,low,high;
DataType t;
for(i=1;i
{
t=L->data[i+1]; /* 取出第 i+1 个元素，即待排序的元素 */
low=1,high=i;
while(low<=high) /* 利用折半查找思想寻找当前元素的合适位置 */
{
mid=(low+high)/2;
if(L->data[mid].key>t.key)
high=mid-1;
else
low=mid+1;
}
for(j=i;j>=low;j--) /* 移动元素，空出要插入的位置 */
L->data[j+1]=L->data[j];
L->data[low]=t; /* 将当前元素插入合适的位置 */
}
}
主程序
#define LT(a,b) ((a)<(b))
#define N 8
void print(SqList L)
{
int i;
for(i=1;i<=L.length;i++)
printf("(%d,%d)",L.r[i].key,L.r[i].otherinfo);
printf("\n");
}
void main()
{
RedType d[N]={{49,1},{38,2},{65,3},{97,4},{76,5},{13,6},{27,7},{49,8}};
SqList l;
int i;
for(i=0;i
l1.r[i+1]=d[i];
l.length=N;
printf(" 排序前 :\n");
print(l);
BInsertSort(&l);
printf(" 折半插入排序后 :\n");
print(l);
}
