数据结构——二路归并排序
归并排序就是将两个或两个以上的有序表合并成一个有序表的过程,其中将两个有序表合并成一个有序表的过程称为“2-路归并”。
排序过程
将目标序列一分为二,再讲子序列再次一分为二,直到子序列不可以再被划分为止。然后,将子序列排序,合成,再将得到的新子序列再排序再合成,直至到最后回归到整个目标序列进行排序。在进行兄弟序列进行排序合成的过程中,操作和有序顺序表合并一模一样。
核心排序代码(递归版)
void Merge(int a[],int t[],int start,int mid,int end){int i = start, j = mid + 1, k = start;while(i<=mid&&j<=end){//i是前半段坐标,j是后半段坐标 if(a[i]<=a[j]){// 前半段和后半段元素按大小依次入t序列 t[k++] = a[i++];//小数先入序列 }else{t[k++] = a[j++];}}while(i<=mid){//前半段如有剩余 t[k++] = a[i++]; }while(j<=end){//前半段如有剩余 t[k++] = a[j++];}
} void halfSort(int a[],int start,int end){if(start>=end){//序列分治至只有1个元素 return ;}int mid = (start+end)/2;int t[len];halfSort(a,start,mid);//当前序列的前半段 halfSort(a,mid+1,end);//当前序列的后半段 Merge(a,t,start,mid,end);for(int i=start;i<=end;i++){a[i] = t[i];//将本次排列好的子串放回a序列 }
}
示例1
初始化数组:
8 4 9 1 2 4 2
本轮划区间:
8 4 9 1 2 4 2
本轮划区间:
8 4 9 1
本轮划区间:
8 4(1)
本区间排序后:
4 8
本轮划区间:
9 1(2)
本区间排序后:
1 9
本区间排序后:(将前面(1)(2)子序列进行排序合并)
1 4 8 9(4)
本轮划区间:
2 4 2
本轮划区间:
2 4(3)
本区间排序后:
2 4
本区间排序后:(将前面(3)子序列和子序列[2]进行排序合并,因为元素[2]只有一个,便直接开始回溯和兄弟序列排序合并了)
2 2 4(5)
本区间排序后:(将前面(4)(5)子序列进行排序合并)
1 2 2 4 4 8 9
排序完成:
1 2 2 4 4 8 9
示例2
初始化数组:
0 3 6 1 2 0 8 5
本轮划区间:
0 3 6 1 2 0 8 5
本轮划区间:
0 3 6 1
本轮划区间:
0 3(1)
本区间排序后:
0 3
本轮划区间:
6 1(2)
本区间排序后:
1 6
本区间排序后:
0 1 3 6(3)(将(1)(2)排序合并)
本轮划区间:
2 0 8 5
本轮划区间:
2 0(4)
本区间排序后:
0 2
本轮划区间:
8 5(5)
本区间排序后:
5 8
本区间排序后:
0 2 5 8(6)(将(4)(5)排序合并)
本区间排序后:
0 0 1 2 3 5 6 8(将(3)(6)排序合并)
排序完成:
0 0 1 2 3 5 6 8
源代码
#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
using namespace std;
int len=8;//数组长度
#define max 10;void Swap(int *a,int *b){int t = *a;*a = *b;*b = t;
} void initial(int a[]){srand((unsigned)time(NULL));for(int i=0;i<len;i++){//随机生成10个数a[i] = rand()%max;}}void showArray(int a[],int start,int end){for(int i=start;i<=end;i++){cout<<a[i]<<" ";}cout<<endl;
}void Merge(int a[],int t[],int start,int mid,int end){int i = start, j = mid + 1, k = start;while(i<=mid&&j<=end){//i是前半段坐标,j是后半段坐标 if(a[i]<=a[j]){// 前半段和后半段元素按大小依次入t序列 t[k++] = a[i++];//小数先入序列 }else{t[k++] = a[j++];}}while(i<=mid){//前半段如有剩余 t[k++] = a[i++]; }while(j<=end){//前半段如有剩余 t[k++] = a[j++];}cout<<"本区间排序后:\n";showArray(t,start,end);
} void halfSort(int a[],int start,int end){if(start>=end){//序列分治至只有1个元素 return ;}int mid = (start+end)/2;int t[len];cout<<"本轮划区间:\n";showArray(a,start,end);halfSort(a,start,mid);//当前序列的前半段 halfSort(a,mid+1,end);//当前序列的后半段 Merge(a,t,start,mid,end);for(int i=start;i<=end;i++){a[i] = t[i];//将本次排列好的子串放回a序列 }
} int main(){int a[len];initial(a);
// int a[] = {8,4,9,1,2,4,2} ;cout<<"初始化数组:\n";showArray(a,0,len-1);halfSort(a,0,len-1); cout<<"排序完成:\n";showArray(a,0,len-1);return 0;
}
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