归并排序(Merging Sort)
:归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法。该算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用。
原理:假设初始序列含有n个记录,则可以看成是n个有序的子序列,每个子序列的长度为1,然后两两归并,得到n除以2向上取整个长度为2或1的有序子序列;两两归并,直到得到一个长度为n的有序序列为止。
#include<iostream>
using namespace std;
//归并排序,先数组细分为单个,在合并
int mergeArr(int* arr,int first,int mid,int last);
int mergeSort(int* arr,int first,int last); //递归实现
int metgeSortIterator(int* arr,int first,int last);
//非递归实现
void swap(int& elem1,int& elem2);
void test();
void printArr(int* arr,int length);
int mergeArr(int* arr,int first,int mid,int last)
{
if(NULL==arr||first>last||first>mid||mid>last||first<0||mid<0||last<0)
return -1;
int len = last - first +1;
int* tmpArr = new int[len]();
int firIdx = first,lasIdx = mid + 1;
int idx = 0;
while(firIdx<=mid&&lasIdx<=last)
{
if(arr[firIdx]<arr[lasIdx])
tmpArr[idx++] = arr[firIdx++];
else
tmpArr[idx++] = arr[lasIdx++];
}
while(firIdx<=mid)
tmpArr[idx++] = arr[firIdx++];
while(lasIdx<=last)
tmpArr[idx++] = arr[lasIdx++];
for(int iidx=first,idx=0;iidx<=last;++iidx)
arr[iidx] = tmpArr[idx++];
delete []tmpArr;
return 0;
}
int mergeSort(int* arr,int first,int last)
{
if(NULL==arr||first<0||last<0||first>last)
return -1;
int mid = (first + last)/2;
if(first<last) //划分为只有一个元素
{
mergeSort(arr,first,mid);
mergeSort(arr,mid+1,last);
}
//合并
mergeArr(arr,first,mid,last);
return 0;
}
int metgeSortIterator(int* arr,int first,int last)
{
if(NULL==arr||first<0||last<0||first>last)
return -1;
//非递归,直接合并
for(int idx=1;idx<=last;idx*=2)
//都是两两合并,所以乘以2,最初从1开始,表示数组都划分为1的单个数组
{
int firstIdx = 0;
while(firstIdx+idx<=last)
{
int mid = firstIdx + idx -1;
//last有特殊情况,比如数组奇数个,最后会剩下一个元素
int lastIdx = mid + idx <= last ? mid + idx : last;
mergeArr(arr,firstIdx,mid,lastIdx);
firstIdx = lastIdx + 1;
//开始合并下一个子序列
}
}
return 0;
}
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void printArr(int* arr,int length)
{
if(NULL==arr||length<=0)
return ;
for(int idx=0;idx!=length;++idx)
{
cout<<arr[idx]<<" ";
}
cout<<endl;
}
void test()
{
int arr[] = {6,5,3,1,8,7,2,4};
printArr(arr,8);
mergeSort(arr,0,7);
/*metgeSortIterator(arr,0,7);*/
printArr(arr,8);
cout<<endl;
int arr1[] = {1,2,0,-1,5,6,8,3};
printArr(arr1,8);
mergeSort(arr1,0,7);
/*metgeSortIterator(arr1,0,7);*/
printArr(arr1,8);
cout<<endl;
int arr2[] = {2,2,2,2};
printArr(arr2,4);
mergeSort(arr2,0,3);
//metgeSortIterator(arr2,0,3);
printArr(arr2,4);
cout<<endl;
int arr3[] = {2,4,1};
printArr(arr3,3);
mergeSort(arr3,0,2);
/*metgeSortIterator(arr3,0,2);*/
printArr(arr3,3);
cout<<endl;
int arr5[] = {1,2,3,4,5,6,7,8};
printArr(arr5,8);
mergeSort(arr5,0,7);
/*metgeSortIterator(arr5,0,7);*/
printArr(arr5,8);
cout<<endl;
int* arr6 = NULL;
printArr(arr6,4);
mergeSort(arr6,0,3);
/*metgeSortIterator(arr6,0,3);*/
printArr(arr6,4);
cout<<endl;
}
int main()
{
test();
system("pause");
}
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