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。本文将深入探讨如何使用C++来实现插入排序，以便对整数数组进行排序。
我们需要理解插入排序的基本思想。在处理规模为1的问题时，只有一个元素，显然已经是有序的。然后，每次增加一个元素，将其插入到已排序部分的正确位置，从而逐步扩大有序序列的规模。例如，对于数组`{3, 6, 2, 4}`，我们可以逐步将其排序：
1. 考虑规模为1，只有数字3，它是有序的。
2. 加入数字6，将其放置在3之后，得到序列`{3, 6}`。
3. 加入数字2，将其放置在3之前，得到序列`{2, 3, 6}`。
4. 加入数字4，将其插入到2和3之间，得到最终有序序列`{2, 3, 4, 6}`。
在C++中实现这个算法，我们首先定义一个主函数`main()`。在这里，我们声明并初始化一个整数数组`intarray`，包含10个元素。接着，创建一个新的数组`new_intarray`，用于存储排序后的元素。
我们从第二个元素开始遍历原数组，因为第一个元素已经默认是有序的。对于每个元素，将其保存到临时变量`num`中，然后与前一个元素进行比较。如果当前元素大于等于前一个元素，就直接将其放入新数组的对应位置。否则，我们需要将新数组中大于当前元素的所有元素都向后移动一位，直到找到正确的位置插入当前元素。
在循环结束后，新数组`new_intarray`就已经是有序的了。我们遍历并打印出新数组的所有元素。
以下是具体的C++代码实现：
```cpp
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int i, j, num, temp;
int intarray[10] = {2, 5, 1, 9, 10, 0, 4, 8, 7, 6};
int new_intarray[10] = {0};
// 将第一个元素复制到新数组
new_intarray[0] = intarray[0];
// 遍历从第二个元素开始
for (i = 1; i < 10; ++i) {
num = intarray[i];
// 检查当前元素是否大于等于前一个元素
if (num >= new_intarray[i - 1]) {
new_intarray[i] = num;
} else {
// 否则，将当前元素插入正确位置
new_intarray[i] = new_intarray[i - 1];
new_intarray[i - 1] = num;
// 从后向前调整已排序部分，确保顺序正确
for (j = i - 1; j > 0; --j) {
if (new_intarray[j] < new_intarray[j - 1]) {
temp = new_intarray[j];
new_intarray[j] = new_intarray[j - 1];
new_intarray[j - 1] = temp;
} else {
break;
}
}
}
}
// 打印排序后的数组
for (i = 0; i < 10; ++i)
cout << new_intarray[i] << '\t';
return 0;
}
```
这个程序的时间复杂度是O(n^2)，因为它最坏的情况是每次都需要将元素向后移动。虽然插入排序在处理小规模或近乎有序的数据时效率较高，但对于大规模或无序的数据，更高效的排序算法如快速排序、归并排序或堆排序可能更适合。插入排序的优点是简单且易于理解，对于初学者来说是一个很好的起点。然而，在实际应用中，为了优化性能，通常会选择更复杂的排序算法。
