阅读量真是少,又不想投稿,怎么办
前言
归并排序思路简单,速度仅次于快速排序,为稳定排序算法,一般用于对总体无序,但是各子项相对有序的数列。
核心思想
比较a[i]和a[j]的大小,若a[i]≤a[j],则将第一个有序表中的元素a[i]复制到r[k]中,并令i和k分别加上1;否则将第二个有序表中的元素a[j]复制到r[k]中,并令j和k分别加上1,如此循环下去,直到其中一个有序表取完,然后再将另一个有序表中剩余的元素复制到r中从下标k到下标t的单元。归并排序的算法我们通常用递归实现,先把待排序区间[s,t]以中点二分,接着把左边子区间排序,再把右边子区间排序,最后把左区间和右区间用一次归并操作合并成有序的区间[s,t]。
示例
分治
-
首先我们拿到原始数组
{100,5,3,11,33,6,8,7,1,3}
,然后将数组对半分。 -
{100,5,3,11,33},{6,8,7,1,3}
,继续半分。 -
{100,5,3},{11,33};{6,8,7,},{1,3}
,多于两个值的集合,继续半分。 -
{100,5},{3};{11,33};{6,8},{7};{1,3}
,拆分完成后,每个集合先内部排序,再按拆分的顺序合并。
归并
-
{100,5}->{5,100}
对比1次,对比顺序:5:100
,调整后数组变为{5,100,3,11,33,6,8,7,1,3}
。 -
{5,100},{3}->{3,5,100}
对比1次,对比顺序:5:3
,调整后数组变为{3,5,100,11,33,6,8,7,1,3}
。 -
{11,33}无变化
对比1次,对比顺序:11:33
,调整后数组变为{3,5,100,11,33,6,8,7,1,3}
。 -
{3,5,100},{11,33}->{3,5,11,33,100}
对比4次,对比顺序:3:11,5:11,100:11,100:33
,调整后数组变为{3,5,11,33,100,6,8,7,1,3}
。 -
{6,8}无变化
对比1次,对比顺序:6:8
,调整后数组变为{3,5,11,33,100,6,8,7,1,3}
。 -
{6,8},{7}->{6,7,8}
对比2次,对比顺序:6:8,8:7
,调整后数组变为{3,5,11,33,100,6,7,8,1,3}
。 -
{1,3}无变化
对比1次,对比顺序:1:3
,调整后数组变为{3,5,11,33,100,6,7,8,1,3}
。 -
{6,7,8},{1,3}->{1,3,6,7,8}
对比2次,对比顺序:6:1,6:3
,调整后数组变为{3,5,11,33,100,1,3,6,7,8}
。 -
{3,5,11,33,100},{1,3,6,7,8}->{1,3,3,5,6,7,8,11,33,100}
对比7次,对比顺序:1:3,3:3,5:3,5:6,11:6,11:7,11:8
,整个数组完成排序。
C语言代码
#pragma mark - 归并排序
void mergeList (int arr[], int first, int middle, int last ,int temp[]) {
printf("待排序数组\n");
for (int i = first; i <= last; i++) {
printf("%d\t",arr[i]);
}
int leftStartIndex = first;
int leftEndIndex = middle;
int rightStartIndex = middle + 1;
int rightEndIndex = last;
int tempIndex = 0;
// 寻找两个子序列,顺序遍历,将值小的复制到临时数组中,直到其中一个子序列遍历完毕
while (leftStartIndex <= leftEndIndex && rightStartIndex <= rightEndIndex) {
// 值小的就复制到临时数组中
printf("\nleft:%d right:%d\n",arr[leftStartIndex],arr[rightStartIndex]);
if (arr[leftStartIndex] <= arr[rightStartIndex]) {
printf("temp加入left:%d\n",arr[leftStartIndex]);
temp[tempIndex++] = arr[leftStartIndex++];
} else {
printf("temp加入right:%d\n",arr[rightStartIndex]);
temp[tempIndex++] = arr[rightStartIndex++];
}
}
// 有可能左子序列更长,因此将剩下的部分直接复制到临时数组中
while (leftStartIndex <= leftEndIndex) {
temp[tempIndex++] = arr[leftStartIndex++];
}
// 有可能右子序列更长,因此将剩下的部分直接复制到临时数组中
while (rightStartIndex <= rightEndIndex) {
temp[tempIndex++] = arr[rightStartIndex++];
}
int i = 0;
while (first+i <= last) {
arr[first+i] = temp[i];
i++;
}
printf("进行排序数组\n");
for (int i = first; i <= last; i++) {
printf("%d\t",arr[i]);
}
printf("\n更新数组\n");
printfArr(arr, 10);
}
void mergeSort (int arr[], int first, int last, int temp[]) {
if (first == 0 && last == 9) {
printfArr(arr, 10);
}
if (last > first) {
int middle = (first+last)/2;
// 归并左方子列
mergeSort(arr, first, middle, temp);
// 归并右方子列
mergeSort(arr, middle+1, last, temp);
// 合并
mergeList(arr, first, middle, last, temp);
}
}
时间复杂度
时间复杂度为O(nlogn) 这是该算法平均的时间性能,空间复杂度为 O(n),比较操作的次数介于(nlogn) / 2和nlogn - n + 1。
结语
从新写一遍算法,理解果然更透彻了,本文没有使用图片,感觉用文字就已经足够描述了😅。
最后给出最近几篇关于排序算法的源代码