並べ替えは再帰的です。非再帰を学習しないのは残念です

ある日、やかんでお湯を沸かしたとき

誤って水で満たされた

だからそれが沸騰するとき

水が出続けます

再帰によってスタックオーバーフローが発生した状況を思い出しました

そこで姉妹のアジはインターネットで非再帰的なアルゴリズムを学びました

次に、妹のアジが教えてくれます！

この号では、Sister Aziが、クイックソートとマージソートの非再帰的な実装について学習します。！！

コンテンツ：

1.クイックソートは再帰的ではありません

2.マージソートは非再帰的です

非再帰について学習する前に、非再帰の利点をよりよく理解するために、再帰の落とし穴について学習する必要があります。

再帰の欠陥：スタックフレームスペースが深すぎ、スタックスペースが十分でないため、オーバーフローが発生します。

C言語のメモリ割り当て：

例えば：

再帰的に1000回：

再帰的に10000回：

図：

再帰（関数呼び出し）は、スタックをプッシュする操作です。スタックを深くプッシュしすぎると、スタックオーバーフローが発生します。

再帰的から非再帰的方法：①ループを直接変更する②データ構造スタックを使用して再帰的プロセスをシミュレートする

1.クイックソートは再帰的ではありません

クイックソート掘削の非再帰的実装を使用してみましょう

1.1コードの実装

スタックの操作については、以前にAZiが投稿したブログ投稿「2022年には誰もスタックを理解できない」を読むことができます。

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include"stack.h"
//挖坑法 - 升序
int PartSort(int* a, int left, int right)
{
	int begin = left;
	int end = right;
	int key = a[begin];
	int pivot = begin;

	while (begin < end)
	{
		while (begin < end && a[end] >= key)
		{
			--end;
		}
		a[pivot] = a[end];
		pivot = end;

		while (begin < end && a[begin] <= key)
		{
			++begin;
		}
		a[pivot] = a[begin];
		pivot = begin;
	}

	pivot = begin;//当begin与end相遇，随便把begin和end的值给pivot
	a[pivot] = key;

	return pivot;
}
//快速排序非递归
void QuickSortNonR(int* a, int n)
{
	ST st;
	StackInit(&st);//初始化栈
	StackPush(&st, n - 1);//入数组最后一个元素下标
	StackPush(&st, 0);//入数组第一个元素下标

	while (!StackEmpty(&st))//当栈不为空我们就进入循环
	{
		int left = StackTop(&st);//取出栈顶元素给left
		StackPop(&st);//出栈 - 删除栈顶元素

		int right = StackTop(&st);
		StackPop(&st);

		int keyIndex = PartSort(a, left, right);//使用挖坑法区间排序

		//[left, keyIndex - 1] keyIndex [keyIndex + 1, right]  -  分成子区间

		if (keyIndex + 1 < right)//因栈后进先出的特性，所以先入右区间
		{
			StackPush(&st, right);
			StackPush(&st, keyIndex + 1);
		}

		if (left < keyIndex - 1)
		{
			StackPush(&st, keyIndex - 1);
			StackPush(&st, left);
		}
	}

	StackDestory(&st);//销毁栈
}
int main()
{
	int arr[10] = {3, 4, 2, 5, 1};
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	QuickSortNonR(arr, sz);
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

1.2アイデアの説明

上記のコードに基づいてアイデアを学びましょう

2.マージソートは非再帰的です

2.1コードの実装

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include"stack.h"

//归并排序之非递归
void MergeSortNonR(int* a, int n)
{
	int* tmp = (int*)malloc(sizeof(int)* n);
	if (tmp == NULL)
	{
		perror("malloc:");
		return;
	}

	int gap = 1;//gap为每组数据的个数，每次翻倍

	while (gap < n)
	{
		for (int i = 0; i < n; i += 2 * gap)
		{
			//可以看成 [i, i + gap - 1]  [i + gap, i + 2 * gap - 1]
			int begin1 = i, end1 = i + gap - 1;
			int begin2 = i + gap, end2 = i + 2 * gap - 1;

			//归并过程中右半区间有可能不存在！
			if (begin2 >= n)
				break;
			//归并过程中右半区间越界了，就修正
			if (end2 >= n)
			{
				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++];
			}

			//拷贝进去
			for (int j = i; j <= end2; ++j)
			{
				a[j] = tmp[j];
			}
		}
		gap *= 2;
	}
	free(tmp);
}

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