归并排序:
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。将已有序的子序列合并,得到完全有序的序列;即先使每个子序列有序,再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序表,称为二路归并。
归并过程为:比较a[i]和a[j]的大小,若a[i]≤a[j],则将第一个有序表中的元素a[i]复制到r[k]中,并令i和k分别加上1;否则将第二个有序表中的元素a[j]复制到r[k]中,并令j和k分别加上1,如此循环下去,直到其中一个有序表取完,然后再将另一个有序表中剩余的元素复制到r中从下标k到下标t的单元。归并排序的算法我们通常用递归实现,先把待排序区间[s,t]以中点二分,接着把左边子区间排序,再把右边子区间排序,最后把左区间和右区间用一次归并操作合并成有序的区间[s,t]。
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> File Name: merge_sort.cpp
> Author: dulun
> Mail: dulun@xiyoulinux.org
> Created Time: 2015年11月19日 星期四 18时48分06秒
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#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
using namespace std;
/*
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。 首先考虑下如何将将二个有序数列合并。这个非常简单,只要从比较二个数列的第一个数,谁小就先取谁,取了后就在对应数列中删除这个数。然后再进行比较,如果有数列为空,那直接将另一个数列的数据依次取出即可。
*/
//将两个有序数组a, b合并到C中
void EXAMPL_memeryarray(int a[], int n, int b[], int m, int c[])
{
int i, j, k;
i = j = k = 0;
while(i < n && j < m){
// 依次比较两数组元素,取小的,存入c,继续
if(a[i] < b[j]){
c[k++] = a[i++];
}
else{
c[k++] = b[j++];
}
}
// 将A或B中剩余元素存入c
while(i < n){
c[k++] = a[i++];
}
while(j < m){
c[k++] = b[i++];
}
}
/*可以看出合并有序数列的效率是比较高的,可以达到O(n)。 解决了上面的合并有序数列问题,再来看归并排序,其的基本思路就是将数组分成二组A,B,如果这二组组内的数据都是有序的,那么就可以很方便的将这二组数据进行排序。如何让这二组组内数据有序 可以将A,B组各自再分成二组。依次类推,当分出来的小组只有一个数据时,可以认为这个小组组内已经达到了有序,然后再合并相邻的二个小组就可以了。这样通过先递归的分解数列,再合并数列就完成了归并排序。
*/
//将两个有序数组a[fist...mid],b[mid....last]合并
void mergearry(int a[], int first, int mid, int last, int tmp[])
{
int i = first, j = mid + 1;
int m = mid, n = last;
int k = 0;
while(i <=m && j <= n)
{
if(a[i] <= a[j]){
tmp[k++] = a[i++];
}
else{
tmp[k++] = a[j++];
}
}
while(i <= m){
tmp[k++] = a[i++];
}
while(j <= n){
tmp[k++] = a[j++];
}
for(i = 0; i < k; i++){
a[first + i] = tmp[i];
}
}
void mergesort(int a[], int first, int last, int tmp[])
{
if(first < last){
int mid = (first + last) / 2;
mergesort(a, first, mid , tmp);
mergesort(a, mid+1, last, tmp);
mergearry(a, first, mid, last, tmp);
}
}
int main()
{
int a[] = {1, 2, 6, 3, 9, 245, 967 , 12341234,1235124,12,35,2,31,53,46,2,435,7,425, 845, 1, 7345, 2345, 3457};
int n = sizeof(a) / sizeof(int);
int *p = new int[n];
if(p == NULL)
{
printf("memory error!\n");
return 0;
}
mergesort(a, 0, n-1, p);
delete[] p;
for(int i = 0; i < n; i++)
{
printf("%d ", a[i]);
}
return 0;
}
/*归并排序的效率是比较高的,设数列长为N,将数列分开成小数列一共要logN步,每步都是一个合并有序数列的过程,时间复杂度可以记为O(N),故一共为O(N*logN)。因为归并排序每次都是在相邻的数据中进行操作,所以归并排序在O(N*logN)的几种排序方法(快速排序,归并排序,希尔排序,堆排序)也是效率比较高的。*/