算法导论 — 2.1插入排序

笔记

插入排序是最简单的一种排序算法,它的伪代码如下:

  代码2.1-1:插入排序
  // 参数 A:待排序的数组
  INSERTION-SORT(A)
    for j = 2 to A.length
    key = A[j]
    // Insert A[j] into the sorted sequence A[1..j-1]
    i = j-1
    while i > 0 and A[i] > key
      A[i+1] = A[i]
      i = i-1
    A[i+1] = key

练习

2.1-1 以图2-2为模型,说明INSERTION-SORT在数组A = <31, 41, 59, 26, 41, 58>上的执行过程。
  
  

2.1-2 重写过程INSERTION-SORT,使之按非升序(而不是非降序)排序。
  

  代码2.1-2:非升序插入排序
  // 参数 A:待排序的数组
  REVERSE-INSERTION-SORT(A)
    for j = 2 to A.length
    key = A[j]
    // Insert A[j] into the sorted sequence A[1..j-1]
    i = j-1
    while i > 0 and A[i] < key
      A[i+1] = A[i]
      i = i-1
    A[i+1] = key

2.1-3 考虑以下查找问题:
  输入:n个数的一个序列A = <a_1, a_2, …, a_n>和一个值v
  输出:下标i使得v = A[i]或者当v不在A中出现时,v为特殊值{\rm NIL}
  写出线性查找的伪代码,它扫描整个序列来查找v。使用一个循环不变式来证明你的算法是正确的。确保你的循环不变式满足三条必要的性质。
  

  代码2.1-3:线性查找
  // 参数 A:一个数组
  // 参数 v:需要查找的值
  LINEAR-SEARCH(A, v)
    for i = 1 to A.length
      if A[i] == v
        return i
    return NIL

2.1-4 考虑把两个n位二进制整数加起来的问题,这两个整数分别存储在两个n元数组AB中。这两个整数的和应按二进制形式存储在一个(n+1)元数组C中。请给出该问题的形式化描述,并写出伪代码。
  

  代码2.1-4:二进制整数相加
  // 参数 A和B:表示两个二进制整数的数组,数组中的元素只能是0或1
  // 参数 n:输入数组的长度
  // 参数 v:需要查找的值
  BINARY-ADD(A, B, n)
    create a new array C[1..n+1]
    carry = 0
    for i = 1 to n
      sum = A[i] + B[i] + carry
      if sum < 2
        C[i] = sum
        carry = 0
      else
        C[i] = sum - 2
        carry = 1
    C[n+1] = carry

代码链接:
https://github.com/yangtzhou2012/Introduction_to_Algorithms_3rd/tree/master/Chapter02/Section_2.1

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