1 #include"iostream.h" 2 void Merge(int c[],int d[],int l,int m,int r){ 3 int i=l,j=m+1,k=l; 4 while((i<=m)&&(j<=r)){//循环两组中较小者先放入d[]暂存 5 if(c[i]<=c[j]) d[k++]=c[i++]; 6 else d[k++]=c[j++]; 7 } 8 if(i>m) for(int q=j;q<=r;q++) d[k++]=c[q]; 9 else for(int q=i;q<=m;q++) d[k++]=c[q]; 10 } 11 12 void MergePass(int x[],int y[],int s,int n){ 13 int i=0; 14 while(i<=n-2*s){ 15 Merge(x,y,i,i+s-1,i+2*s-1); 16 i=i+2*s; 17 } 18 if(i+s<n) Merge(x,y,i,i+s-1,n-1); 19 else for(int j=i;j<=n-1;j++) y[j]=x[j]; 20 } 21 22 void MergeSort(int a[],int n){ 23 int* b=new int[n]; 24 int s=1; 25 while(s<n){ 26 MergePass(a,b,s,n); 27 s+=s; 28 MergePass(b,a,s,n); 29 s+=s; 30 } 31 } 32 33 void main(){ 34 int a[10] = {13,27,19,2,8,12,2,8,30,89}; 35 int size = sizeof(a)/sizeof(int); 36 MergeSort(a,size+1); 37 for(int i=0;i<size;++i) 38 cout<<a[i]<<","; 39 cout<<endl; 40 }
注:文末有GIF动图解析。以上代码复制放入VC6可使用。
[图解+例子]
一、建立数组
(共10个随机乱序数)
二、设置拆分规模
MergeSort(int a[],int n)
把数组a[]及其长度n传入,并设置规模s为1(其实就是设置多少个数放一起排序啦,没那么高大上),即从一个和一个元素比较开始,每调用一次MergePass(),s翻倍。
三、拆分数组
MergePass(int x[],int y[],int s,int n)
遍历数组直到i比n-2*s大
(为什么是n-2s不是n?答:留个“尾巴”单独处理,比如四个数四个数合并,总共有10个数,剩下两个需要单独处理)
【对s的解释:规模s为上一次的规模,即构成新组的,如两个组合并,每个组1个元素,产生2个数的新组,此时规模s为1】
第一步1个1个合并成一个含2个元素的有序组s=1;
第二步2个2个合并成一个含4个元素的有序组s=2;
第三步4个4个合并成一个含8个元素的有序组s=4,
此时情况出现特殊,既然是合并成8个,意味着只要符合每8个有序就可以了,所以剩下两个是属于后8个,但是实际上剩余6个空位(见第四步图)
于是有了开头的判断“尾巴”的以下语句:
if (i+s<n) Merge(x,y,i,i+s-1,n-1); //如果多出来的尾巴比s要长(n-i>s)证明上一次规模的排序不足以把“尾巴”全部排有序
else for(int j=i;j<=n-1;j++) y[j]=x[j]; //如果多出来的尾巴比s要短或等于(n-i<=s)证明上一次规模的排序已经排好了尾巴
显然我们剩下两个元素刚好等于上一次规模s=2,所以属于第二种情况,已经排好了尾巴直接把它存入数组。
所以现在是8+8的有序数组,期中后面的8只有两个元素,也就引出了第四步。
第四步8个8个合并成一个含16个元素的有序组s=8,
显然,此时规模s为8,符合判断“尾巴”的第一种情况,尾巴比8长,所以调用merge()处理两组数据(如下图)。
有人可能会问,尾巴不是2吗?
不
尾巴此时为10。
因为规模为8的时候,需要两对8个数,才可以算一组,所以s=8时的尾巴应该是n%16,不是n%8
当然,总的个数就10个,后面红圈只是方便理解添加的。
第五步16个16个合并成一个含32个元素的有序组s=16,
s1=2 s2=4;
s3=8 s4=16;
为了保证数组传回a,s应当成对存在,所以第五步实际并没合并,只是把数组b传回数组a了
不断的拆->结合
递归->合并
分治问题->解决问题
。。。
四、解决子问题
Merge(int c[],int d[],int l,int m,int r)
此函数即为归并中并的操作,也是整个归并里的最基本的函数,用来处理各组的合并。
举个栗子:
a[0:3] : 2 3 19 27与a[4:7] 2 8 8 12合并
a[0]和a[4]比较,2=2放a[0]进暂存数组b,
a[1]和a[4]比较,3>2放a[4]进暂存数组b,
a[2]和a[4]比较,3<8放a[2]进暂存数组b,
。。。一直放完一方,再把剩下的全加入数组b尾部
得到递增数组b[]。
由于较为简单,此处不再深入解析。其实是困了要睡觉了。。。。。。。。写到半夜。。。
[GIF解析](图源网络,不是上面讲解所用数组)
[特例]
有空更新。。。
[总结]
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!
欢迎一起探讨,本人保留解析著作权。
算法引用自 王晓东. 计算机算法设计与分析[M]. 电子工业出版社, 2012.