常见的排序算法——归并排序

基本思想

将待排序的元素序列分成两个长度相等的子序列,对每一个子序列排序,然后将他们合并成一个序列。合并两个子序列的过程称为二路归并。
归并排序核心步骤:

  • 分组
  • 归并
    这里写图片描述
代码如下
  • 递归
void _MergeData(int array[], int left, int mid, int right, int *temp)
{
    //左闭右开区间
    int leftL = left; int rightL = mid;
    int leftR = mid ; int rightR = right;
    int Index = left;

    while (leftL < rightL && leftR < rightR)
    {

        //先当小的
        if (array[leftL] < array[leftR])
        {
            temp[Index++] = array[leftL++];
        }
        else
        {
            temp[Index++] = array[leftR++];
        }
    }
    while (leftL < rightL)
    {
        temp[Index++] = array[leftL];
        ++leftL;
    }
    while (leftR < rightR)
    {
        temp[Index++] = array[leftR];
        ++leftR;
    }

}

void _MergeSort(int array[], int left, int right, int* temp)
{
    //至少区间里有一个元素
    //如果不加1程序在剩一个元素的时候,会一直往下递归,
    //最终就会造成栈溢出
    if (left + 1 < right)
    {
        int mid = left + ((right - left) >> 1);
        //先递归排左边子序列
        _MergeSort(array, left, mid, temp);
        //递归排右边子序列
        _MergeSort(array, mid , right, temp);
        //左右区间都有序后,在进行合并数据
        _MergeData(array, left, mid, right, temp);

        //拷贝元素到旧空间
        memcpy(array + left,temp + left, (right - left)*sizeof(array[0]));
    }
}

void MergeSort(int array[], int size)
{
    int *temp = (int *)malloc(sizeof(int)*size);
    if (NULL == temp)
    {
        assert(0);
        return;
    }

    _MergeSort(array, 0, size, temp);

    free(temp);
}
  • 非递归
//非递归
void MergeSortNor(int array[], int size)
{
    int *temp = (int*)malloc(sizeof(int)*size);
    if (NULL == temp)
    {
        assert(0);
        return;
    }

    int gap = 1;

    for (; gap < size; gap *= 2)
    {
        int i = 0;
        for (; i < size; i += 2 * gap)
        {
            int begin = i;
            int mid = begin + gap;
            int right = mid + gap;

            //如果越界,则将它们调整回来
            if (mid > size)
                mid = size;
            if (right > size)
                right = size;

            _MergeData(array, begin, mid, right, temp);
        }

        memcpy(array, temp, sizeof(int)*size);
    }
    free(temp);
}
总结
  • 时间复杂度为O(NlgN)
  • 空间复杂度O(N)
  • 归并排序是一种稳定的排序算法

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