Introdução à Classificação por Inserção em Java
Se você é um programador, já deve ter ouvido falar sobre a classificação. A classificação é basicamente organizar os elementos em ordem crescente ou decrescente. Existem muitos algoritmos de classificação disponíveis para classificar os elementos e cada algoritmo tem maneiras diferentes de classificar, complexidade diferente. Portanto, depende do cenário específico e do número de elementos para qual algoritmo deve ser usado. A inserção também é um dos algoritmos de classificação comumente usados com a complexidade de O (n 2) em geral e é realizado como ordenamos as cartas de jogar em nossas mãos. Neste tópico, vamos aprender sobre a Classificação de inserção em Java.
Como a classificação de inserção funciona em Java?
Vamos entender o trabalho da classificação por inserção usando um exemplo. Suponha que haja uma matriz com o nome arr com os elementos mencionados abaixo:
10 5 8 20 30 2 9 7
Etapa 1 - A ordenação por inserção começa com o 2º elemento da matriz, ou seja, 5, considerando o 1º elemento da matriz em si. Agora, o elemento 5 é comparado com 10, já que 5 é menor que 10, portanto, 10 é movido 1 posição à frente e 5 é inserido antes dele.
Agora a matriz resultante é:
5 10 8 20 30 2 9 7
Etapa 2 - Agora, o elemento arr (2), ou seja, 8 é comparado ao elemento arr (1), ou seja, 10. Como 8 é menor que o elemento anterior 10, ele é deslocado um passo à frente de sua posição e, em seguida, é comparado com 5. Dado que 8 é maior que 5, é inserido depois dele.
A matriz resultante é:
5 8 10 20 30 2 9 7
Etapa 3 - Agora, o elemento 20 é comparado com 10, uma vez que é maior que 10, permanece em sua posição.
5 8 10 20 30 2 9 7
Etapa 4 - O elemento 30 é comparado com 20 e, como é maior que 20, nenhuma alteração seria feita e a matriz permaneceria como está. Agora a matriz seria
5 8 10 20 30 2 9 7
Etapa # 5 - O elemento 2 é comparado com 30, pois é menor que 30, é deslocado uma posição à frente e depois com 20, 10, 8, 5, um por um e todos os elementos são deslocados para uma posição à frente e 2 é inserido antes de 5.
A matriz resultante é:
2 5 8 10 20 30 9 7
Etapa # 6 - O elemento 9 é comparado com 30, pois é menor que 30, é comparado com 20, 10, um por um e o elemento é deslocado 1 posição à frente e 9 é inserido antes de 10 e depois de 8. A matriz resultante é:
2 5 8 9 10 20 30 7
Etapa # 7 - O elemento 7 é comparado com 30 e, como é menor que 30, é comparado com 30, 20, 10, 9, 8 e todos os elementos são deslocados 1 posição adiante um por um e 7 é inserido antes de 8 A matriz resultante se tornaria:
2 5 7 8 9 10 20 30
Dessa maneira, todos os elementos da matriz são classificados usando a classificação de inserção que inicia a comparação com o elemento anterior.
Exemplos para implementar a classificação de inserção em Java
A Classificação de Inserção em Java é um algoritmo de classificação simples, adequado para todos os pequenos conjuntos de dados.
public class InsertionSort (
public static void insertionSort(int arr()) ( for (int j = 1; j < arr.length; j++) ( int key = arr(j); int i = j-1;
while ( (i > -1) && ( arr(i) > key ) ) ( arr(i+1) = arr(i); i--; )
arr(i+1) = key;
)
)
static void printArray(int arr()) ( int len = arr.length;
//simple for loop to print the elements of sorted array for (int i= 0; i System.out.print(arr(i) + " " );
System.out.println();
)
public static void main(String args())( int() arr1 = (21, 18, 15, 23, 52, 12, 61);
//calling the sort function which performs insertion sort insertionSort(arr1);
//calling the printArray function which performs printing of array printArray(arr1);
)
)public class InsertionSort (
public static void insertionSort(int arr()) ( for (int j = 1; j < arr.length; j++) ( int key = arr(j); int i = j-1;
while ( (i > -1) && ( arr(i) > key ) ) ( arr(i+1) = arr(i); i--; )
arr(i+1) = key;
)
)
static void printArray(int arr()) ( int len = arr.length;
//simple for loop to print the elements of sorted array for (int i= 0; i System.out.print(arr(i) + " " );
System.out.println();
)
public static void main(String args())( int() arr1 = (21, 18, 15, 23, 52, 12, 61);
//calling the sort function which performs insertion sort insertionSort(arr1);
//calling the printArray function which performs printing of array printArray(arr1);
)
)
Resultado:
12 15 18 21 23 52 61
Explicação:
No programa acima de Insertion Sort, a função insertionSort () é usada para classificar os elementos da matriz original. A classificação começa no segundo elemento, pois o primeiro elemento considera ser classificado em si. Portanto, o loop de 'j' começa no índice 1 da matriz. 'i' é a variável que controla o índice imediatamente antes do 'j' para comparar o valor. ' key 'é a variável que contém o valor do elemento atual que deve ser organizado na posição classificada. O loop while () é executado se o valor atual for menor que o valor mais à esquerda, para que o deslocamento dos elementos possa ser processado e no final a inserção do elemento atual na posição correta possa ser executada. A função printArray () é usada para finalmente imprimir a matriz classificada.
1. Melhor caso
Na classificação de inserção, o melhor caso seria quando todos os elementos da matriz já estiverem classificados. Portanto, quando qualquer elemento é comparado ao elemento mais à esquerda, ele é sempre maior e, portanto, nenhuma mudança e inserção de elementos serão processadas. Nesse caso, a melhor complexidade seria linear, ou seja, O (n).
2. Pior caso
No código de inserção acima, o pior caso seria quando a matriz estivesse na ordem inversa; portanto, toda vez que o elemento for comparado com o elemento mais à esquerda, ele será sempre menor e, em seguida, comparado com todos os elementos seguintes que ocorrem e mudam. e inserção é feita. Nesse caso, a complexidade da classificação de inserção é O (n 2).
3. Caso Médio
Mesmo em um caso médio, a ordenação por inserção possui complexidade O (n 2) na qual alguns elementos não precisam ser deslocados, enquanto alguns são deslocados de suas posições e a inserção na posição correta é realizada.
4. Melhor Uso
A classificação por inserção é melhor usar quando o tamanho de uma matriz não é muito grande ou apenas um pequeno número de elementos precisa ser classificado, no qual quase todos os elementos são classificados e apenas algumas alterações precisam ser feitas. A classificação por inserção é um dos algoritmos mais rápidos para uma matriz de tamanho pequeno, ainda mais rápido que a Classificação Rápida. De fato, o quicksort usa a classificação por inserção ao classificar suas pequenas partes da matriz.
Conclusão
A explicação acima mostra claramente o funcionamento e a implementação da Classificação de inserção em Java. Também em outras linguagens de programação, a lógica para executar a classificação de inserção permanece a mesma, apenas as alterações de sintaxe. Antes de implementar qualquer algoritmo de classificação, é muito importante fazer uma análise do cenário em que a classificação precisa ser feita, pois nem todo algoritmo de classificação se encaixa em todos os cenários.
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