【漫画算法】插入排序：插入宝石的传说

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引言

欢迎来到《插入宝石的传说》，一个充满魔法与冒险的世界。在这里，我们将通过一个生动的故事来了解一种基本而重要的算法——插入排序。无论你是算法新手，还是编程老手，都能在这个故事中找到乐趣和启发。

故事背景

很久很久以前，在一个神秘的王国中，有一位勇敢的宝石猎人——艾拉。艾拉的任务是收集并整理各种珍贵的宝石，这些宝石可以用来保护王国免受邪恶力量的侵袭。但是，宝石必须按照一定的顺序排列，才能发挥它们的最大力量。这就是艾拉的挑战，也是我们的任务——学习如何通过插入排序来将宝石排列整齐。

插入排序的魔法

插入排序是一种简单直观的排序算法，就像艾拉将宝石一颗一颗地插入到正确的位置。它的工作原理如下：

1. 从第一个未排序的宝石开始，逐个宝石进行处理。
2. 将当前宝石与前面的宝石比较，找到其正确的位置。
3. 将当前宝石插入到这个位置，确保前面的宝石依然有序。
4. 重复这个过程，直到所有宝石都被排列整齐。

让我们通过一个漫画故事来深入理解这个过程。

插入宝石的传说

第一幕：宝石猎人艾拉

艾拉发现了一个充满宝石的洞穴，每一颗宝石都代表着一种神秘的力量。然而，这些宝石是无序地堆积在一起的。为了发挥宝石的最大力量，艾拉决定用插入排序的魔法将它们排列整齐。

第二幕：第一颗宝石的插入

艾拉从洞穴中拿起第一颗宝石，将它放在架子上。因为只有一颗宝石，它自然是有序的。

第三幕：第二颗宝石的插入

接下来，艾拉拿起第二颗宝石。这颗宝石需要和架子上的第一颗宝石比较，找出它的位置。如果第二颗宝石比第一颗宝石小，就将它插入第一颗宝石的前面；否则，就插入它的后面。

第四幕：第三颗宝石的插入

然后，艾拉拿起第三颗宝石。她需要将这颗宝石与前两颗宝石逐一比较，找到合适的位置进行插入。这个过程继续进行，直到所有的宝石都被插入到正确的位置。

继续比较

代码实现

让我们看看这个魔法的具体实现。在编程世界中，这个魔法称为插入排序算法。
原理
插入排序（Insertion Sort）是一种简单直观的排序算法，类似于打扑克牌时整理手中的牌。它的工作原理是构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。插入排序的关键是逐个处理数据，并将每个数据插入到已经排序好的部分的适当位置。

算法流程
初始化：

1. 从第二个元素开始，将当前元素与已排序部分的元素逐一比较，找到其正确的位置并插入。
   插入过程：

2. 将当前元素与前一个元素比较，如果当前元素小于前一个元素，则交换位置。
   重复上述步骤，直到当前元素大于或等于前一个元素，或已经比较到第一个元素。
   重复步骤：

3. 对于每个未排序的元素，重复上述插入过程，直到所有元素都插入到正确的位置。

def insertion_sort(gems):
    # 遍历每个宝石，从第二个开始
    for i in range(1, len(gems)):
        current_gem = gems[i]
        j = i - 1
        # 将当前宝石与前面的宝石进行比较，找到正确的位置
        while j >= 0 and current_gem < gems[j]:
            gems[j + 1] = gems[j]
            j -= 1
        gems[j + 1] = current_gem
    return gems

# 示例
gems = [5, 3, 8, 6, 2]
sorted_gems = insertion_sort(gems)
print(sorted_gems)  # 输出: [2, 3, 5, 6, 8]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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总结

在这个冒险故事中，我们通过艾拉的宝石排序任务，学习了插入排序算法。插入排序就像将每颗宝石放入正确位置一样，简单而直观。希望这个故事不仅帮助你理解了插入排序的原理，还激发了你对算法学习的兴趣。

延伸阅读

• 了解其他排序算法，例如选择排序、冒泡排序和快速排序。
• 探索插入排序在实际应用中的使用场景，例如数据整理和文本编辑器中的自动排序功能。
• 尝试编写自己的算法故事，将复杂的算法通过有趣的故事和插图展示出来。

欢迎继续关注我们的《漫画算法》系列，让我们一起在充满魔法与冒险的世界中学习更多的算法知识！

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