归并排序C++实现（附完整可运行源代码）

归并排序（Merge sort）

排序思想：将初始序列的n个元素看成n个有序的子序列，每个子序列中只有一个元素，将其两两归并，得到n/2个长度为2(或1、子序列不为偶数则有落单)的有序子序列，再两两归并…以此类推直到得到n长的有序序列。
归并思想：两个子序列，分别有一个指针指向其首部，指针指向的元素进行对比，小的放入辅助数组里，指针后移，大的不动，直到两两对比完成，此时如果有某一子序列中的元素并没有对比完，则直接放入辅助数组。
优缺点：效率高且稳定，但是消耗的辅助空间与原数据空间成正比。
复杂度：时间复杂度O(nlogn)
空间复杂度O(n)
稳定性：稳定

源代码

/**************************
 题目：归并排序
	划分成很小的组，然后两两归并
***************************/
#include<iostream>
using namespace std;

void Merge(int[], int, int[], int, int, int)  //归并函数的声明【把归并函数提到该函数前面，则不用声明】
//归并排序
//参数：
//		numbers[]：原数组
//		length：数组元素的个数（数组长度）
//		temp[]：辅助数组
//		begin：数组开头的下标
//		end：数组结尾的下标
void MergeSort(int numbers[], int length, int temp[], int begin, int end)
{
    
    
	//1. 同样判断传入的参数是否有效
	if (numbers == nullptr || length <= 0 || begin < 0 || end >= length)
		throw new exception("Invalid input.");
	
	//2. 作为递归的结束条件，开始下标和结束下标相等时，说明子序列中只有一个元素，看作有序的
	if (end - begin == 0)
		return;

	//3. 定义中间变量，将数组分半【如果有7个元素，下标0-6，则middle=3，数组分为长度为4和3的两段】
	int middle = ((end - begin) / 2 ) + begin;
	//4. 递归，先递归左半边，再递归右半边，将左右子序列不断分为长度为1的子序列才停止递归
	MergeSort(numbers, length, temp, begin, middle);
	MergeSort(numbers, length, temp, middle + 1, end);
	//5. 再慢慢归并
	Merge(numbers, length, temp, begin, end, middle);
}
//归并函数
//参数：
//		numbers[]：原数组
//		length：数组元素的个数（数组长度）
//		temp[]：辅助数组
//		begin：数组开头的下标
//		end：数组结尾的下标
//		middle：数组中间的下标
void Merge(int numbers[], int length, int temp[], int begin, int end, int middle)
{
    
    
	//1. 判断是否有不符合要求的参数传入，有则抛出错误
	if (numbers == nullptr || length <= 0 || begin < 0 || end >= length)
		throw new exception("Invalid input.");

	//2. 将原序列从中分开
	int leftIndex = begin;		//左边序列的开始（左边序列的结尾是middle）
	int rightIndex = middle + 1;//右边序列的开始（右边序列的结尾是end）
	int tempIndex = begin;		//辅助数组的下标
	//3. 当左右子序列尚未到头时，循环
	while (leftIndex <= middle && rightIndex <= end)
	{
    
    
		//4. 两两对比判断，谁大谁就放入辅助数组，同时指针后移
		if (numbers[leftIndex] < numbers[rightIndex])
			temp[tempIndex] = numbers[leftIndex++];
		else
			temp[tempIndex] = numbers[rightIndex++];
		//5. 辅助数组下标++
		++tempIndex;
	}

	//6. 当左边或右边子序列尚未到头时，直接放入辅助数组
	while (leftIndex <= middle)
		temp[tempIndex++] = numbers[leftIndex++];

	while (rightIndex <= end)
		temp[tempIndex++] = numbers[rightIndex++];

	//7. 再将辅助数组中已经有序的元素覆盖掉原数组中无序的元素，使原数组变成部分有序
	for (int i = begin; i <= end; ++i)
		numbers[i] = temp[i];
}
//简单测试
int main(int arvc, char* argv[])
{
    
    
	const int length = 9;
	int nums[length] = {
    
     18, 7, 23, 3, 9, 32, 10 , 99, 0};
	int *temp = new int[length];

	MergeSort(nums, length, temp, 0, 8);

	for (int i = 0; i < length; i++)
		cout << nums[i] << "  ";

	delete[] temp;
	temp = nullptr;
	cout << endl;
	return 0;
}

仍有不足，欢迎交流。

归并排序C++实现（附完整可运行源代码）

猜你喜欢