C++實(shí)現(xiàn)自底向上的歸并排序算法
本文實(shí)例講述了C++實(shí)現(xiàn)自底向上的歸并排序算法。分享給大家供大家參考,具體如下:
一. 算法描述
自底向上的歸并排序:歸并排序主要是完成將若干個(gè)有序子序列合并成一個(gè)完整的有序子序列;自底向上的排序是歸并排序的一種實(shí)現(xiàn)方式,將一個(gè)無序的N長數(shù)組切個(gè)成N個(gè)有序子序列,然后再兩兩合并,然后再將合并后的N/2(或者N/2 + 1)個(gè)子序列繼續(xù)進(jìn)行兩兩合并,以此類推得到一個(gè)完整的有序數(shù)組。下圖詳細(xì)的分解了自底向上的合并算法的實(shí)現(xiàn)過程:

二. 算法實(shí)現(xiàn)
/*=============================================================================
#
# FileName: mergeSort.c
# Algorithm: 歸并排序(自底向上)
# Author: Knife
# Created: 2014-06-14 16:40:02
#
=============================================================================*/
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void merge_sort(int* intArr, int intArr_len);
void merge_array(int* intArr1, int len1, int* intArr2, int len2);
void main(){
int intArr[] = {8,3,6,4,2,9,5,4,1,7};
int n = sizeof (intArr) / sizeof (intArr[0]);
int i = 0;
merge_sort(intArr, n);
for(;i<n;i++){
printf("%d ",intArr[i]);
}
printf("\n");
}
//歸并排序(自底向上)
void merge_sort(int* intArr, int intArr_len){
int len = 1;
int k = 0;
while (len < intArr_len) {
int i = 0;
for (; i + 2*len <= intArr_len; i += 2*len){
int* intArr1 = intArr + i;
int intArr1_len = len;
int* intArr2 = intArr + i + len;
int intArr2_len = len;
merge_array(intArr1, intArr1_len, intArr2, intArr2_len);
}
if (i + len <= intArr_len){
int* intArr1 = intArr + i;
int intArr1_len = len;
int* intArr2 = intArr + i + len;
int intArr2_len = intArr_len - i - len;
merge_array( intArr1, intArr1_len, intArr2, intArr2_len);
}
len *= 2; //有序子序列長度*2
}
}
//合并兩個(gè)數(shù)組,并排序
void merge_array(int* intArr1, int len1, int* intArr2, int len2){
//申請(qǐng)分配空間
int* list = (int*) malloc((len1+len2) * sizeof (int));
int i = 0, j = 0, k = 0;
while(i < len1 && j < len2){
// 把較小的那個(gè)數(shù)據(jù)放到結(jié)果數(shù)組里, 同時(shí)移動(dòng)指針
list[k++] = (intArr1[i] < intArr2[j]) ? intArr1[i++] : intArr2[j++];
}
// 如果 intArr1 還有元素,把剩下的數(shù)據(jù)直接放到結(jié)果數(shù)組
while(i < len1){
list[k++] = intArr1[i++];
}
// 如果 intArr2 還有元素,把剩下的數(shù)據(jù)直接放到結(jié)果數(shù)組
while(j < len2){
list[k++] = intArr2[j++];
}
// 把結(jié)果數(shù)組 copy 到 intArr1 里
for(i = 0; i < k; i++){
intArr1[i] = list[i];
}
//釋放申請(qǐng)的空間
free(list);
}
三. 算法分析
平均時(shí)間復(fù)雜度:O(nlog2n)
空間復(fù)雜度:O(n) (用于存儲(chǔ)有序子序列合并后有序序列)
穩(wěn)定性:穩(wěn)定
希望本文所述對(duì)大家C++程序設(shè)計(jì)有所幫助。
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