c++實(shí)現(xiàn)二路歸并排序的示例代碼
二路歸并排序
基本思想
二路歸并排序就是將兩個(gè)有序子表歸并成一個(gè)有序表。首先我們得有一個(gè)算法用于歸并:兩個(gè)有序表放在同一數(shù)組的相鄰位置上,arr[left]到arr[center-1]為第一個(gè)有序表,arr[center]到arr[right]是第二個(gè)有序表。每次從兩端中取出一個(gè)進(jìn)行比較,小的先放在一個(gè)temp數(shù)組,最后將比較剩下的直接放到temp中去,最后將temp又復(fù)制回arr。這是“治”。
所謂“分”,就是遞歸地將前半部分和后半部分的數(shù)據(jù)各自歸并排序即可。
算法分析
每一趟歸并的時(shí)間復(fù)雜度為O(n),共需要進(jìn)行⌈log2n⌉趟。對(duì)應(yīng)的算法的時(shí)間復(fù)雜度為O(nlog2n)。歸并排序的空間復(fù)雜度O(n)。另外,歸并排序中歸并的算法并不會(huì)將相同關(guān)鍵字的元素改變相對(duì)次序,所以歸并排序是穩(wěn)定的。
二路歸并排序的前提是兩個(gè)序列本身有序。
void Merger(int *arr, int len, int width) { int *temp =(int *)malloc(sizeof(int) * (len)); //首先對(duì)兩路下標(biāo)分別進(jìn)行初始化 int l1 = 0; int h1 = l1 + width - 1; int l2 = h1 + 1; int h2 = l2 + width - 1 < len - 1 ? l2 + width - 1 : len - 1; int temppos = 0; //判斷所在下標(biāo)位置的值 while (l1 < len && l2 < len) { while (l1 <= h1 && l2 <= h2) { if (arr[l1] < arr[l2]) { temp[temppos++] = arr[l1++]; } else { temp[temppos++] = arr[l2++]; } } //l1有剩余 while (l1 <= h1) { temp[temppos++] = arr[l1++]; } //l2有剩余 while (l2 <= h2) { temp[temppos++] = arr[l2++]; } //l1 l2向后移動(dòng) l1 = h2 + 1; h1 = (l1 + width - 1) < (len - 1) ? (l1 + width - 1) : (len - 1); l2 = h1 + 1; h2 = (l2 + width - 1) < (len - 1) ? (l2 + width - 1) : (len - 1); } //奇數(shù)歸并塊 剩下的一個(gè)單都?jí)K操作 while (l1 <len) { temp[temppos++] = arr[l1++]; } //用temp覆蓋arr for (int i = 0; i < len ; ++i) { arr[i] = temp[i]; } // free(temp); } void MergeSort(int *arr, int len) { for (int i = 1; i < len; i *= 2) { Merger(arr, len, i); } } void show(int *arr, int len) { for (int i = 0; i < len; ++i) { cout << arr[i] << " "; } } int main() { int array[] = { 12, 51, 1, 36, 98, 21, 38, 47 }; int len = sizeof(array) / sizeof(array[0]); MergeSort(array, len); show(array, len); system("pause"); return 0; }
PS:二路合并排序算法
#include<iostream> using namespace std; class SortableList { public: SortableList(int mSize) { maxSize = mSize; l= new int[maxSize]; n = 0; } ~SortableList() { delete[]l; } void Merge(int, int, int); void MergeSort(int,int); void Input(); void Output(); private: int* l; int maxSize; int n; }; void SortableList::Input() { cout << "請(qǐng)輸入要排序的數(shù):"; for (int i = 0; i <= maxSize - 1; i++) cin >> l[i]; } void SortableList::Output() { cout << "排序后的數(shù)是:"; for (int i = 0; i <= maxSize - 1; i++) cout << l[i]<<' '; } void SortableList::MergeSort(int left,int right) { if (left < right)//如果序列長(zhǎng)度大于1則劃分 { int mid = (left + right) / 2; MergeSort(left, mid);//對(duì)左序列進(jìn)行排序 MergeSort(mid + 1, right);//對(duì)右序列進(jìn)行排序 Merge(left, mid, right);//合并 } } void SortableList::Merge(int left, int mid, int right) { int* temp= new int[right - left + 1]; int i = left, j = mid + 1, k = 0; while ((i <= mid) && (j <= right))//判斷序列是否為空 if (l[i] <= l[j]) temp[k++] = l[i++]; else temp[k++] = l[j++]; while (i <= mid) temp[k++] = l[i++];//右序列空了左序列依次寫入 while (j <= right) temp[k++] = l[j++];//左序列空了右序列依次寫入 for (i = 0, k = left; k <= right;) l[k++] = temp[i++];//臨時(shí)在數(shù)組temp中的排列好的數(shù)據(jù)放入數(shù)組l } int main() { int m; cout << "請(qǐng)輸入要排序的數(shù)的數(shù)目:"; cin >> m; SortableList a1(m); a1.Input(); a1.MergeSort(0, m-1); a1.Output(); }
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