深入研究算法：排序算法的性能比较和优化策略

# 1. 排序算法概述

- 算法基础介绍
- 常见排序算法分类
- 算法复杂度的概念

在计算机科学领域，排序算法是最基本和核心的算法之一。通过对一组数据元素进行排序，可以使其按照一定的顺序排列，提高数据的查找、更新等操作效率。本章将从算法基础、分类以及复杂度等方面对排序算法进行概述。

# 2. 排序算法性能比较

在本章中，我们将深入探讨不同排序算法的性能比较，分析算法执行效率的方法，并讨论选择最佳排序算法的要素。让我们一起来看看排序算法的性能究竟如何评估和比较。

# 3. 经典排序算法详解

在本章中，我们将深入探讨经典的排序算法，包括冒泡排序、插入排序、选择排序、希尔排序、归并排序和快速排序。通过对每种排序算法的原理、实现及性能进行详细分析，帮助读者更好地理解和应用这些算法。

#### 冒泡排序
冒泡排序是最简单的排序算法之一，它重复地比较相邻的两个元素，如果它们的顺序错误就进行交换，直到没有需要交换的元素为止。

def bubble_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(n):
        for j in range(0, n-i-1):
            if arr[j] > arr[j+1]:
                arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j]
    return arr

# 测试
arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
sorted_arr = bubble_sort(arr)
print("排序后的数组：", sorted_arr)

**代码总结：**
- 冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)，在最坏情况下性能较差。
- 算法稳定，适用于小规模数据的排序。

**结果说明：**
经过冒泡排序后，数组按升序排列。

#### 插入排序
插入排序逐步构建有序序列，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。

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;
    }
}

// 测试
int arr[] = {12, 11, 13, 5, 6};
insertionSort(arr);
System.out.println("排序后的数组：");
for(int i=0; i<arr.length; i++)