考研数据结构——C语言实现归并排序

1. 包含头文件 ：程序首先包含了标准输入输出库stdio.h，以便使用printf等函数进行输入输出操作。

2. 定义数组和数组大小 ：定义了一个宏N，其值为5，表示数组q的长度。数组q被初始化为{5, 3, 8, 4, 2}，这是我们要排序的原始数组。同时定义了一个辅助数组w，用于在归并过程中临时存储数据。

3. 归并排序函数 ：merge_sort函数是一个递归函数，它接受两个参数l和r，分别表示要排序的子数组的起始和结束索引。如果子数组的长度为1（即l >= r），则不需要排序，函数直接返回。函数递归地将数组分为两半，分别对左半部分l到mid和右半部分mid + 1到r进行排序。

   在归并过程中，使用三个指针i、j和k，分别指向左半部分的当前元素、右半部分的当前元素和辅助数组w的当前位置。第一个while循环比较左右两部分的当前元素，将较小的元素复制到辅助数组w中。接下来的两个while循环分别处理左右两部分的剩余元素。最后一个for循环将辅助数组w中的元素复制回原数组q，完成归并过程。

4. 主函数 ：main函数是程序的入口点。调用merge_sort函数，传入0和N - 1作为参数，表示对整个数组q进行排序。使用一个for循环和printf函数打印排序后的数组。

5. 运行结果 ：程序将输出排序后的数组{2, 3, 4, 5, 8}，这表示数组q已经被成功排序。

6. 总结：这个程序展示了归并排序算法的实现，它通过递归地将数组分成更小的部分，然后合并这些部分来排序整个数组。归并排序的时间复杂度为O(n log n)，是一种稳定的排序算法。

#include <stdio.h>

#define N 5 // 定义数组q的长度

int q[N] = { 5, 3, 8, 4, 2 }; // 待排序的数组
int w[N]; // 辅助数组

void merge_sort(int l, int r) {
    if (l >= r)
        return;
    int mid = l + r >> 1; // 计算中间位置
    merge_sort(l, mid);
    merge_sort(mid + 1, r);
    int i = l, j = mid + 1, k = 0;
    while (i <= mid && j <= r) {
        if (q[i] <= q[j])
            w[k++] = q[i++];
        else
            w[k++] = q[j++];
    }
    while (i <= mid)
        w[k++] = q[i++];
    while (j <= r)
        w[k++] = q[j++];
    for (i = l, j = 0; j < k; i++, j++)
        q[i] = w[j];
}

int main() {
    merge_sort(0, N - 1);

    printf("Sorted array: ");
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        printf("%d ", q[i]);
    }
    printf("\n");
    return 0;
}