插入排序是一种简单的排序算法，它的基本思想是将未排序的元素逐个插入到已排序的序列中，从而逐渐构建出整个有序序列。这种算法适用于小规模数据或部分有序的数据，对于大规模无序数据，其效率相对较低。在C++中，我们可以用面向过程的方式实现插入排序，下面详细讨论插入排序的原理、特点以及C++代码实现。
**插入排序原理**
插入排序的工作原理可以分为两个阶段：
1. **扫描阶段**：从数组的第二个元素开始，遍历未排序的部分。
2. **插入阶段**：将当前遍历到的元素与已排序的部分进行比较，找到合适的位置并将其插入，这需要移动已排序元素以腾出空间。
在每次迭代中，我们取出一个元素，并与前面的元素进行比较，如果当前元素小于前面的元素，则将前面的元素依次向后移动，直到找到合适的位置插入。这个过程就像我们在扑克牌中找到一个正确的位置插入一张新牌一样。
**时间复杂度**
- 最好情况（输入数组已排序）：时间复杂度为O(n)，因为不需要移动元素。
- 平均情况：时间复杂度为O(n^2)，需要进行大约n(n-1)/2次比较。
- 最坏情况（输入数组反序）：时间复杂度同样为O(n^2)，每个元素都需要和前面的所有元素比较。
**空间复杂度**
插入排序是原地排序算法，它只需要常数级的额外空间，因此空间复杂度为O(1)。
**C++代码实现**
```cpp
#include <iostream>
using namespace std;
void InsertSort(int arr[], int length){
int temp;
for (int i = 1; i < length; ++i) // 从数组中的第二个元素开始
{
temp = arr[i]; // 记录当前的元素
int j = i - 1;
while (j >= 0 && temp < arr[j]) // 将当前元素与之前的已经排序好的序列元素进行挨个比较
{
arr[j + 1] = arr[j]; // 已经排序好的序列整体向后移动
--j;
}
arr[j + 1] = temp; // 插入当前的元素
}
}
int main(){
int arr[10] = {9, 2, 8, 2, 3, 2, 4, 10, 34, 5};
InsertSort(arr, 10);
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
cout << arr[i] << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
```
这段代码首先定义了一个`InsertSort`函数，它接受一个整数数组和长度作为参数。在函数内部，我们通过一个for循环遍历数组，然后使用一个while循环找到插入位置并进行插入。在`main`函数中，我们创建了一个示例数组并调用`InsertSort`对其进行排序，然后输出排序后的结果。
总结，插入排序是一种直观且易于实现的排序算法，虽然在处理大规模无序数据时效率较低，但因其简单性和空间效率，仍然在某些特定场景下具有实用性。在C++中，插入排序可以通过上述代码实现，方便地对整数数组进行排序。
