Java实现插入排序算法可视化的示例代码

下面详细讲解Java实现插入排序算法可视化的示例代码的完整攻略。

1. 插入排序算法

插入排序是一种简单的排序算法，它的基本思想是将一个记录插入到已经排好序的有序表中，从而得到一个新的、记录数增加1的有序表。插入排序的具体实现方式有两种：直接插入排序和二分插入排序。

以下是Java实现直接插入排序算法的示例代码：

public void insertionSort(int[] arr) {
    int n = arr.length;
    for (int i = 1; i < n; ++i) {
        int key = arr[i];
        int j = i - 1;

        while (j >= 0 && arr[j] > key) {
            arr[j + 1] = arr[j];
            j = j - 1;
        }
        arr[j + 1] = key;
    }
}

2. 可视化插入排序算法

为了更好地理解插入排序算法的执行过程，我们可以对算法进行可视化。以下是Java实现可视化插入排序算法的示例代码：

public void insertionSortVisual(int[] arr) {
    int n = arr.length;

    for (int i = 1; i < n; ++i) {
        int key = arr[i];
        int j = i - 1;

        while (j >= 0 && arr[j] > key) {
            arr[j + 1] = arr[j];
            j = j - 1;
            // 每次交换位置后，输出排序结果
            printArray(arr);
        }

        arr[j + 1] = key;
    }
}

// 输出数组arr的内容
public void printArray(int[] arr) {
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        System.out.print(arr[i] + " ");
    }
    System.out.println();
}

在可视化插入排序算法的实现中，我们在每次将元素插入到已排序序列的正确位置时，输出当前的排序结果。这样可以让我们更加清晰地看到插入排序算法的每一步运行结果。

3. 示例说明

以下是对上述代码的两个示例说明：

示例一

假设输入的数组为：[5, 3, 8, 6, 4]，那么执行insertionSortVisual(arr)方法后，控制台的输出如下：

3 5 8 6 4 
3 5 8 6 4 
3 5 8 6 4 
3 5 6 8 4 
3 4 5 6 8 

我们可以看到，在排序的过程中，每次插入操作后，都会输出当前的排序结果。通过这个过程，我们可以更好地理解插入排序算法的具体执行过程。

示例二

假设输入的数组为：[2, 1, 3, 4, 5]，那么执行insertionSortVisual(arr)方法后，控制台的输出如下：

1 2 3 4 5 

我们可以看到，由于输入的数组本身就已经是升序排列的，因此在执行插入排序算法的过程中，只进行了比较操作，没有进行移动元素的操作。这也说明了插入排序算法的时间复杂度跟初始数据的状态有关，最好情况下时间复杂度为O(n)，最坏情况下时间复杂度为O(n^2)。

以上就是Java实现插入排序算法可视化的示例代码的完整攻略。