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C語言常見排序算法歸并排序_C 語言

作者:保護小周? ? 更新時間: 2022-09-06 編程語言

前言

本期為大家帶來的是常見排序算法中的歸并排序,博主在這里先分享歸并排序的遞歸算法,包您一看就會,快來試試吧~

?一、歸并排序

1.1 基本思想

歸并排序(MERGE-SORT)是建立在歸并操作上的一種有效的排序算法,該算法是采用分治法 (Divide and Conquer)的一個非常典型的應用。將已有序的子序列合并,得到完全有序的序 列;即先使每個子序列有序,再使子序列段間有序。若將兩個有序表合并成一個有序表,稱為二路歸并。

1.2 算法思想

到這里,我們可以得到一條結論,兩個有序的子序列可以合成一個新的有序子序列,通過遞歸,我們兩個新的有序序列也可以組成新的有序數列,最終實現排序的目的。有些朋友就會問了,這個我懂,關鍵是咋實現有序數列,其實非常的簡單,分割遞歸至每個子序列只有一個元素時,是不是就有序啦,然后就可以合成有兩個元素有序的列表嘛,再合成4個,8個……

1.3 程序設計思想

定義一個tmp數組,可以是動態開辟的(malloc),用于臨時存放合并后的有序數據,定義_MergeSort()函數,用于分解,合并數據(遞歸實現),參數有,待處理數組,數據區間(數組下標),tmp數組。

  • 判斷區間是否存在,區間不存在以及只有一個元素的情況結束程序。
  • 分割區間:mid=(left+right)/2;遞歸左右區間,分割遞歸至每個子序列只有一個元素。
  • 每兩個子序列一組,循環遍歷每一個元素,if比較兩個子序列各元素的大小,取大或取小,放入tmp數組,tmp[index++]=子序列++;直到有一個子序列遍歷完,循環結束。
  • 循環判斷是子序列是否遍歷完畢,未遍歷完畢的子序列剩余元素直接給到tmp數組。將tmp數組的對應的元素拷貝回原數組(已有序)。

1.4 程序實現

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
 
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>//動態開辟空間的函數的頭文件
 
void _MergeSort(int *a,int left,int right,int *tmp)
{
	//區間不存在以及只有一個元素的情況結束程序
	if (left>=right)
	{
		return;
	}
 
	int mid = (left + right) / 2;
	//假設[left,mid],[mid+1,right]有序,那么我們就可以歸并了
	//遞歸使左右區間有序
	//分割遞歸至每個子序列只有一個元素
	_MergeSort(a,left,mid,tmp);
	_MergeSort(a, mid+1,right, tmp);
 
	//歸并
	int begin1 = left, end1 = mid;
	int begin2 = mid + 1, end2 = right;
	int index = left;
 
	while (begin1<=end1&&begin2<=end2)//有一個子序列遍歷完,循環結束
	{
		if (a[begin1] < a[begin2])//升序,取小
		{
			tmp[index++] = a[begin1++];
 
		}
		else
		{
			tmp[index++] = a[begin2++];
		}
	}
 
	//判斷子序列是否遍歷完,未遍歷完畢的子序列剩余元素直接給到tmp數組
	while (begin1 <= end1)
	{
		tmp[index++] = a[begin1++];
	}
 
	while (begin2<=end2)
	{
		tmp[index++] = a[begin2++];
	}
 
	//拷貝回去
	for (int i=left;i<=right;++i)
	{
		a[i] = tmp[i];
	}
}
 
//歸并排序
void MergeSort(int *a,int n)
{
	int* tmp=(int*)malloc(sizeof(int)*n);//動態開辟與待排序數組大小相等的一片連續的空間
	_MergeSort(a,0,n-1,tmp);//子函數實現歸并
 
	free(tmp);//釋放動態開辟的空間
}
 
//打印
void Print(int* a, int n)
{
	for (int i=0;i<n;++i)
	{
		printf("%d ",a[i]);
	}
}
int main()
{
	int a[] = {10,6,7,1,3,9,4,2};
	MergeSort(a,sizeof(a)/sizeof(a[0]));
	Print(a,sizeof(a)/sizeof(a[0]));
	return 0;
}

1.5 歸并排序的特性總結

  • 1. 歸并的缺點在于需要O(N)的空間復雜度,歸并排序的思考更多的是解決在磁盤中的外排序問 題。
  • 2. 時間復雜度:O(N*logN)
  • 3. 空間復雜度:O(N)
  • 4. 穩定性:穩定

原文鏈接:https://blog.csdn.net/weixin_67603503/article/details/125718908

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