排序算法之:Strand Sort
字数 1508 2025-10-29 00:00:25
排序算法之:Strand Sort
题目描述
Strand Sort是一种基于归并操作的排序算法,特别适用于链表结构。它的核心思想是从原始序列中反复提取已排序的子序列(称为"strands"),然后将这些有序子序列逐个合并成一个完整的有序序列。
给定一个整数数组 [5, 1, 7, 3, 2, 6, 4],请使用Strand Sort算法对其进行升序排序。
解题过程
步骤1:理解算法基本流程
Strand Sort的工作流程如下:
- 初始化一个空的结果序列
- 当原始序列不为空时,反复执行:
a. 从原始序列中提取一个有序子序列(strand)
b. 将这个strand与结果序列合并 - 最终结果序列就是排序好的数组
步骤2:提取第一个strand
从原始数组 [5, 1, 7, 3, 2, 6, 4] 开始:
- 取第一个元素5作为strand的开始 → strand = [5]
- 向后扫描:1 < 5(不满足升序,跳过),7 > 5(满足)→ strand = [5, 7]
- 继续:3 < 7(跳过),2 < 7(跳过),6 < 7(跳过),4 < 7(跳过)
- 提取完成后,从原序列移除strand中的元素
当前状态:strand = [5, 7],剩余序列 = [1, 3, 2, 6, 4],结果序列 = []
步骤3:第一次合并
将strand [5, 7] 与空结果序列合并 → 结果序列 = [5, 7]
步骤4:提取第二个strand
从剩余序列 [1, 3, 2, 6, 4]:
- 取第一个元素1 → strand = [1]
- 向后扫描:3 > 1 → strand = [1, 3]
- 继续:2 < 3(跳过),6 > 3 → strand = [1, 3, 6]
- 继续:4 < 6(跳过)
当前状态:strand = [1, 3, 6],剩余序列 = [2, 4],结果序列 = [5, 7]
步骤5:第二次合并
合并 [1, 3, 6] 和 [5, 7]:
- 比较1和5 → 1更小 → 结果 = [1]
- 比较3和5 → 3更小 → 结果 = [1, 3]
- 比较6和5 → 5更小 → 结果 = [1, 3, 5]
- 比较6和7 → 6更小 → 结果 = [1, 3, 5, 6]
- 添加剩余的7 → 结果 = [1, 3, 5, 6, 7]
步骤6:提取第三个strand
从剩余序列 [2, 4]:
- 取第一个元素2 → strand = [2]
- 向后扫描:4 > 2 → strand = [2, 4]
当前状态:strand = [2, 4],剩余序列 = [],结果序列 = [1, 3, 5, 6, 7]
步骤7:第三次合并
合并 [2, 4] 和 [1, 3, 5, 6, 7]:
- 比较2和1 → 1更小 → 结果 = [1]
- 比较2和3 → 2更小 → 结果 = [1, 2]
- 比较4和3 → 3更小 → 结果 = [1, 2, 3]
- 比较4和5 → 4更小 → 结果 = [1, 2, 3, 4]
- 添加剩余的5,6,7 → 结果 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
步骤8:算法完成
最终得到完全排序的数组:[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
算法特点
- 时间复杂度:最好情况O(n),最坏情况O(n²),平均情况O(n²)
- 空间复杂度:O(n)
- 稳定性:稳定排序算法
- 适用场景:特别适合链表结构,对部分有序的序列效率较高