浅谈2路插入排序算法及其简单实现

概述

2路插入排序算法是插入排序算法的一种变体，其主要思想是将待排序数据集分成两个子序列，分别进行插入排序，最后将两个排好序的子序列合并成一个有序序列。2路插入排序算法比普通的插入排序算法在特定数据集下可以获得更好的排序效果。

实现思路

2路插入排序算法可以分为以下几个步骤：

1. 将待排序数据集按照大小分成两个子序列，分别进行插入排序。
2. 将两个已排好序的子序列合并成一个有序序列。

这里我们主要介绍第一步的实现。

具体实现步骤如下：

1. 将数据集的第一个元素作为第一个子序列的第一个元素，将数据集的第二个元素作为第二个子序列的第一个元素。
2. 从数据集的第三个元素开始遍历数据集，将每一个元素插入到两个子序列中的一个。
3. 插入新元素时，使用插入排序算法将新元素插入到对应的子序列中。

最终，得到两个排好序的子序列。

代码实现

示例代码如下：

def two_way_insert_sort(arr):
    mid = len(arr) // 2
    left_arr = arr[:mid]
    right_arr = arr[mid:]

    # 左子序列排序
    for i in range(1, len(left_arr)):
        key = left_arr[i]
        j = i - 1
        while j >= 0 and key < left_arr[j]:
            left_arr[j+1] = left_arr[j]
            j = j - 1
        left_arr[j+1] = key

    # 右子序列排序
    for i in range(1, len(right_arr)):
        key = right_arr[i]
        j = i - 1
        while j >= 0 and key < right_arr[j]:
            right_arr[j+1] = right_arr[j]
            j = j - 1
        right_arr[j+1] = key

    # 合并两个子序列
    i, j, k = 0, 0, 0
    while i < len(left_arr) and j < len(right_arr):
        if left_arr[i] < right_arr[j]:
            arr[k] = left_arr[i]
            i = i + 1
        else:
            arr[k] = right_arr[j]
            j = j + 1
        k = k + 1

    while i < len(left_arr):
        arr[k] = left_arr[i]
        k = k + 1
        i = i + 1

    while j < len(right_arr):
        arr[k] = right_arr[j]
        k = k + 1
        j = j + 1

该代码中，首先将原始数组按照大小平分成两个子序列，分别采用插入排序算法进行排序，然后再将两个排好序的子序列按照顺序合并成一个完整的有序序列。这里使用了三个while循环来完成合并操作，其中i、j、k分别表示左子序列、右子序列和合并后的序列的索引。