编写使用插入排序法进行排序的算法，并给出最好情况、最坏情况、平均情况下的时间复杂度。

插入排序是一种简单直观的排序算法，它的工作原理是通过构建有序序列，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。

以下是使用Python编写的一个基本的插入排序算法：

def insertion_sort(arr):
    for i in range(1, len(arr)):
        key = arr[i]
        j = i - 1
        while j >= 0 and arr[j] > key:
            arr[j + 1] = arr[j]
            j -= 1
        arr[j + 1] = key
    return arr

**时间复杂度分析：**

- **最好情况（Best case）**：当输入数组已经是有序的，插入排序只需要遍历一次数组，每次比较都是空位，所以最好情况的时间复杂度是O(n)。

- **最坏情况（Worst case）**：输入数组完全逆序，每个元素都需要移动到其正确的位置，这需要对每个元素进行n次比较和交换操作，因此最坏情况的时间复杂度是O(n^2)。

- **平均情况（Average case）**：对于随机分布的输入数组，插入排序通常接近最坏情况，因为它总是需要处理部分已经有序的情况。平均时间复杂度也是O(n^2)，尽管平均性能比最坏情况稍微好一些，因为常数因子较小。