【数据结构】排序--归并排序

news2024/11/19 16:39:35

一基本思想

二代码实现

三非递归归并排序

一基本思想

归并排序（MERGE-SORT）是建立在归并操作上的一种有效的排序算法,该算法是采用分治法（Divide and Conquer）的一个非常典型的应用。将已有序的子序列合并，得到完全有序的序列；即先使每个子序列有序，再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序表，称为二路归并。归并排序核心步骤

二代码实现

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>

void _MergeSort(int* a, int* tmp, int begin, int end)
{
	if (begin >= end)
	{
		return;
	}
	int mid = (begin + end) / 2;
	_MergeSort(a, tmp, begin, mid);
	_MergeSort(a, tmp, mid + 1, end);
	//归并
	int begin1 = begin, end1 = mid;
	int begin2 = mid + 1, end2 = end;
	int index = begin;
	while (begin1 <= end1 && begin2 <= end2)
	{
		if (a[begin1] < a[begin2])
		{
			tmp[index++] = a[begin1++];
		}

		else
		{
			tmp[index++] = a[begin2++];
		}
	}

	while (begin1 <= end1)//如果[begin1, end1] 区间没有排完 接着排
	{
		tmp[index++] = a[begin1++];
	}

	while (begin2 <= end2)//如果[begin2, end2] 区间没有排完 接着排
	{
		tmp[index++] = a[begin2++];
	}
	memcpy(a + begin, tmp + begin, (end - begin + 1) * sizeof(int));//拷贝回原数组
}

void MergeSort(int* a, int n)
{
	int tmp = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
	if (tmp == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	_MergeSort(a, tmp, 0, n-1);
	free(tmp);
}

int main()
{
	int arr[] = { 10, 6, 7, 1, 3, 9, 4, 2 };
	MergeSort(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));
	for (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

三非递归归并排序

void MergeSortNonR(int* a, int n)
{
	int* tmp = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
	if (tmp == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}

	int gap = 1;
	while (gap < n)
	{
		for (int i = 0; i < n; i += 2 * gap)
		{
			int begin1 = i, end1 = i + gap-1;
			int begin2 = i + gap, end2 = i + 2 * gap - 1;
			if (begin2 >= n)//如果第二个区间 的begin2 已经超过了 就break 不用排这个区间了
			{
				break;
			}

			if (end2 >= n)//如果end2>= n 了 那就修正一下 最后一个数的下标就是n-1
			{
				end2 = n - 1;
			}
			int index = i;
			while (begin1 <= end1 && begin2 <= end2)
			{
				if (a[begin1] < a[begin2])
				{
					tmp[index++] = a[begin1++];
				}

				else
				{
					tmp[index++] = a[begin2++];
				}
			}

			while (begin1 <= end1)
			{
				tmp[index++] = a[begin1++];
			}

			while (begin2 <= end2)
			{
				tmp[index++] = a[begin2++];
			}

			memcpy(a + i, tmp + i, (end2 - i + 1) * sizeof(int));
		}
		gap *= 2;
	}
	free(tmp);
}
int main()
{
	int arr[] = { 10, 6, 7, 1, 3, 9, 4, 2 };
	MergeSortNonR(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));
	for (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}