排序算法(五)--归并排序

文章目录

归并排序 C语言实例

引言

归并排序(Merge Sort)作为一种经典的排序算法,以其稳定性、分治法的巧妙应用以及相对高效的时间复杂度而著称。

归并排序概述

归并排序采用分治法(Divide and Conquer)策略,其基本思想是将待排序的数组分成若干个子数组,分别对每个子数组进行排序,然后再将已排序的子数组合并成一个有序的数组。归并排序的时间复杂度为O(n log n),无论数据初始状态如何,其时间复杂度均保持不变,因此是一种较为稳定的排序算法。

C语言实现

以下是一个用C语言实现的归并排序示例,包括归并函数和主排序函数:

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

// 合并两个有序数组

void merge(int arr\[\], int left, int mid, int right) {

int n1 = mid - left + 1;

int n2 = right - mid;

// 创建临时数组

int* L = (int*)malloc(n1 * sizeof(int));

int* R = (int*)malloc(n2 * sizeof(int));

复制代码
// 拷贝数据到临时数组L和R
for (int i = 0; i < n1; i++)
    L[i] = arr[left + i];
for (int j = 0; j < n2; j++)
    R[j] = arr[mid + 1 + j];
// 合并临时数组到arr[left..right]
int i = 0, j = 0;
int k = left;
while (i < n1 && j < n2) {
    if (L[i] <= R[j]) {
        arr[k] = L[i];
        i++;
    } else {
        arr[k] = R[j];
        j++;
    }
    k++;
}
// 拷贝L[]的剩余元素
while (i < n1) {
    arr[k] = L[i];
    i++;
    k++;
}
// 拷贝R[]的剩余元素
while (j < n2) {
    arr[k] = R[j];
    j++;
    k++;
}
// 释放临时数组
free(L);
free(R);

}

// 归并排序主函数

void mergeSort(int arr\[\], int left, int right) {

if (left < right) {

int mid = left + (right - left) / 2;

// 递归排序左右子数组

mergeSort(arr, left, mid);

mergeSort(arr, mid + 1, right);

// 合并已排序的子数组

merge(arr, left, mid, right);

}

}

// 打印数组

void printArray(int arr\[\], int size) {

for (int i = 0; i < size; i++)

printf("%d ", arri);

printf("\n");

}

// 主函数

int main() {

int arr\[\] = {12, 11, 13, 5, 6, 7};

int arr_size = sizeof(arr) / sizeof(arr0);

printf("给定的数组是 \n");

printArray(arr, arr_size);

mergeSort(arr, 0, arr_size - 1);

printf("\n排序后的数组是 \n");

printArray(arr, arr_size);

return 0;

}

代码解析

merge函数 :

该函数负责合并两个有序的子数组。

首先,计算两个子数组的长度,并分配临时数组L和R来存储这些子数组的元素。

然后,通过比较L和R中的元素,依次将较小的元素复制到原数组中,直到所有元素都被合并。

最后,释放临时数组的内存。
mergeSort函数 :

该函数是归并排序的主函数,采用递归的方式对数组进行分治。

首先,找到数组的中间位置mid。

然后,递归地对左子数组和右子数组进行排序。

最后,调用merge函数合并已排序的子数组。
printArray函数 :

该函数用于打印数组的元素,便于观察排序前后的变化。
main函数 :

在主函数中,定义一个待排序的数组,并调用mergeSort函数对其进行排序。

排序前后分别打印数组,以验证排序算法的正确性。

结论

归并排序作为一种经典的排序算法,其实现过程体现了分治法的思想,具有稳定性和高效性

相关推荐
hanlin035 小时前
刷题笔记:力扣第32题-最长有效括号
笔记·算法·leetcode
All for pursuit.5 小时前
【动态规划-21】312.戳气球
数据结构·c++·算法·leetcode·动态规划
碧海银沙音频科技研究院8 小时前
基于炬芯ATS3089X自研AEC声学回声消除算法
算法
通问AI8 小时前
在两台 Mac Studio 上跑 800B 模型:MLX + RDMA over Thunderbolt 实测与四道门选型法
算法
ZywOo6238 小时前
《算法竞赛进阶指南》0x03 前缀和与差分
算法
Scintilla_y8 小时前
DAY2 滑动窗口
算法·leetcode·散列表
lvwangshu8 小时前
笛卡尔树
算法·图论
026d238 小时前
状态信号只知“其然”不知“其所以然”:变工况机械故障诊断的物理盲区
算法
姜鱼问生9 小时前
备份和服务器在同一台机器上,等于没备份
算法·架构
姜鱼问生9 小时前
别再 chmod 777 了,用 ACL 给它开一扇窗
后端·算法·架构