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归并排序算法(二路)详解与实现

作者:菠萝爱吃肉2024.02.17 23:28浏览量:103

简介:本文将深入解析归并排序算法,特别是二路归并排序。通过清晰易懂的解释和示例,使读者理解这个算法的基本原理和实现方式。

在计算机科学中,排序是一个基础问题。归并排序是一种经典的排序算法,它采用分治策略,将问题分解为若干个小问题,然后递归地解决这些小问题,最后将结果合并。在归并排序中,最关键的步骤是合并操作,通常称为“二路归并”。下面我们将详细讨论二路归并排序算法的原理和实现。

基本思想:

归并排序的主要思路是将两个或两个以上的有序表组合成一个新的有序表。这个过程递归地应用于更小的子列表,直到每个子列表只包含一个元素,这意味着列表已经排序完成。在二路归并排序中,这个过程涉及到将两个已排序的数组合并成一个新的已排序的列表。

算法步骤:

  1. 分解:将数组分解成两个较小的子数组,直到每个子数组只包含一个元素。
  2. 解决:递归地对子数组进行排序。
  3. 合并:将已排序的子数组合并成一个大的有序数组。这是二路归并排序的核心步骤。

实现细节:

在C/C++中,我们可以使用以下步骤来实现二路归并排序:

  1. 定义一个辅助函数,该函数接收两个已排序的数组和它们的长度,然后合并这两个数组为一个新的已排序数组。
  2. 定义主函数,该函数接收一个数组和它的长度,然后将数组分解为较小的子数组,直到每个子数组只包含一个元素。然后对子数组进行递归排序和合并。

以下是一个简单的C++实现:

```cpp

include

include

// 合并两个有序数组为一个有序数组
void merge(std::vector& arr, int l, int m, int r) {
int n1 = m - l + 1;
int n2 = r - m;

  1. std::vector<int> L(n1), R(n2);
  2. for (int i = 0; i < n1; i++)
  3. L[i] = arr[l + i];
  4. for (int j = 0; j < n2; j++)
  5. R[j] = arr[m + 1 + j];
  6. int i = 0, j = 0, k = l;
  7. while (i < n1 && j < n2) {
  8. if (L[i] <= R[j]) {
  9. arr[k] = L[i];
  10. i++;
  11. } else {
  12. arr[k] = R[j];
  13. j++;
  14. }
  15. k++;
  16. }
  17. while (i < n1) {
  18. arr[k] = L[i];
  19. i++;
  20. k++;
  21. }
  22. while (j < n2) {
  23. arr[k] = R[j];
  24. j++;
  25. k++;
  26. }

}

// 归并排序函数
void mergeSort(std::vector& arr, int l, int r) {
if (l < r) {
int m = l + (r - l) / 2; //计算中间索引位置m l<=m<=r<=j 或 l<=j<=m<=r 或 l<=m<=r<=j 或 l<=j<=r<=m 或 r<=m<=j<=l 或 r<=j<=m<=l 或 r<=m<=l<=j 或 r<=j<=l<=m 或 m<=l<=j<=r 或 m<=j<=l<=r 或 m<=l<=r<=j 或 m<=j<=r<=l 或 j<=l<=m<=r 或 j<=m<=l<=r或 j>=l>=m>=r 或 j>=m>=l>=r 正确地找到分割的位置 将序列分为两半 然后递归地进行分割和合并操作 找到中间位置 m ,然后进行左右两边的分割和合并操作,直到左右两边都只剩下一个元素为止。 合并左右两边的结果得到有序序列。 计算中间位置时要注意左边界和右边界的取值范围,避免越界。 注意:这里假设输入

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