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为什么使用二进制搜索的插入排序比使用线性搜索的插入排序慢？

使用线性搜索进行插入排序的代码：

void InsertionSort(int data[], int size)
{
    int i=0, j=0, temp=0;

    for(i=1; i<size; i++)
    {
     temp = data[i];
     for (j=i-1; j>=0; j--)
         {
             if(data[j]>temp)
             data[j+1]=data[j];
             else  
                 break;
         }
     data[j+1] = temp;       
    }        
}

使用线性搜索进行插入排序的代码：

void InsertionSort (int A[], int n)
{
    int i, temp;
    for (i = 1; i < n; i++)
    {
        temp = A[i];

        /* Binary Search */

        int low = 0, high = i, k;

        while (low<high)
        {
            int mid = (high + low) / 2;


            if (temp <= A[mid]) 
                high = mid;

            else 
                low = mid+1;
        }

        for (k = i; k > high; k--)
            A[k] = A[k - 1];


        A[high] = temp;
    }
 }

尽管使用二分搜索的比较次数 = O(nlogn) 和使用线性搜索的比较次数 = O(n^2) 对于平均情况。

在此处输入图像描述

原始的插入排序是线性搜索的，而修改的插入排序是二进制搜索的。

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1 回答 1

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因为在第一种情况下搜索和移动是结合在一起的，而在第二种情况下搜索只是额外的工作。

与移动整数相比，比较整数很便宜。考虑除法、循环开销、每次循环迭代中的条件跳转与非条件跳转等...

PS。实际上，在线性搜索版本中，内部循环通常看起来像：

.L5:
    leaq    -1(%rcx), %rsi
    movl    4(%rdi,%rsi,4), %eax
    cmpl    %eax, %r9d
    jge .L3
    movq    %rcx, %r8
    movq    %rsi, %rcx
    subl    $1, %edx
    movl    %eax, 4(%rdi,%r8,4)
    cmpl    $-1, %edx
    jne .L5
    movq    $-1, %rcx
.L3:

其中jge .L3只执行一次，并且可以合理地预期该分支将被预测为未采用并且不会对管道产生不利影响。

至于其他版本的内循环，我就不想看了：）

PS。顺便说一句，线性搜索也具有更好的局部性，而二分搜索则到处跳跃。

于 2013-11-10T16:29:11.247 回答