归并排序（自顶向下？自底向上？）

#include <iostream>
#include <cstdlib>

#define ARR_SIZE 20
#define MIN(x, y) (x)>(y)?(y):(x) 
using namespace std;

int kk= 0;

void mergeBUsort(int a[]);
void merge(int a[], int lo, int mid, int hi);
void CreateRandArr(int a[]);
void exchange(int *a, int *b);

int main()
{
    int a[ARR_SIZE];
    int i;
    CreateRandArr(a);
    mergeBUsort(a);
    cout << "after sort: " << endl;
    for(i=0;i<ARR_SIZE;i++)
    {
        cout << a[i] << ' ' ;
    }
    
    return 0;
}

void mergeBUsort(int a[])   
{
    int sz=1;
    for(sz=1; sz < ARR_SIZE; sz+=sz)
    {
        /* 下面的for循环为什么是 ARR_SIZE - sz 而不是 ARR_SIZE - 2sz：如果是后者的话则数组的最后一段就不能排序了，之所以lo>ARR_SIZE - 2sz还能继续归并，
        意思是虽然我后面的元素不足2sz个了，但这后面不足2sz个的元素依然可以分为1点几个序列（一个有序序列有sz个元素），依然要归并为1个序列
        而当后面的元素不足sz个时，也就是不到一个sz序列的长度，说明剩下的这不到sz个元素本身就是有序的，所以不用进行归并 */
        for(int lo = 0;lo<ARR_SIZE - sz;lo+=2*sz)   
        {
            merge(a, lo, lo+sz-1, MIN(lo+2*sz-1, ARR_SIZE-1));  /* 因为下一次归并lo是从2sz开始，所以这里hi取lo+2*sz-1而不是lo+2*sz */
        }
    }
}

void merge(int a[], int lo, int mid, int hi)
{
    int i, j=0, k=lo;  /* 对于递归调用的函数，千万要注意：每次递归调用里的参数每次取的都是对应当次递归的值！例如这里的k值，每次应该赋值为lo而不是0！这个错误很容易犯 */
    int ap[hi+1];
    for(i=0;i<=hi;i++)
    {
        ap[i] = a[i];
    }
    i = lo;
    j = mid+1;
    while(k<=hi)
    {
        if(i > mid)a[k] = ap[j++];
        else if(j > hi)a[k] = ap[i++]; 
        else if(ap[i] <= ap[j]) a[k] = ap[i++];
        else if(ap[i] > ap[j]) a[k] = ap[j++];
        k++;
    }

    cout << "No."<< kk++ << endl;
}

void CreateRandArr(int a[])
{
    int i;
    for(i=0;i<ARR_SIZE;i++)
    {
        a[i] = rand() % 100;
        cout <<a[i] << ' ' ; 
    }
    cout << endl;
}

void exchange(int *a, int *b)
{
    int temp;
    temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

另一种？

#include <iostream>
#include <cstdlib>

#define ARR_SIZE 20

using namespace std;

int kk= 0;

void mergesort(int a[], int lo, int hi);
void merge(int a[], int lo, int mid, int hi);
void CreateRandArr(int a[]);
void exchange(int *a, int *b);

int main()
{
    int a[ARR_SIZE];
    int i;
    CreateRandArr(a);
    mergesort(a, 0, ARR_SIZE -1);
    cout << "after sort: " << endl;
    for(i=0;i<ARR_SIZE;i++)
    {
        cout << a[i] << ' ' ;
    }
    
    return 0;
}

void mergesort(int a[], int lo, int hi)   
{
    if(lo >= hi) return;   /* 如果这里没有等于的话，会陷入无限递归 */
    int mid = lo + (hi -lo)/2;
    mergesort(a, lo, mid);
    mergesort(a, mid+1, hi);
    merge(a, lo, mid, hi);
}

void merge(int ar[], int lo, int mid, int hi)
{
    int ap[ARR_SIZE];
    /* 注意下面这三个变量的赋值，对于递归调用的函数，千万要注意：每次递归调用里的参数每次取的都是对应当次递归的值！
    每次merge操作的只是ar数组中的一部分而不是整个数组，例如这里的m值，每次应该赋值为lo而不是0！这个错误很容易犯 */
    int i=lo,j=mid+1,m=lo;    
    for(int k=0;k<ARR_SIZE;k++)   /* 其实这里的ap可以放在外面声明，否则每次都要声明一遍，拷贝也只拷贝lo到hi的值就可以了 */
    {
        ap[k] = ar[k];
    }
    while(m<=hi)
    {
        if(i>mid)ar[m++]=ap[j++];
        else if(j>hi)ar[m++] = ap[i++];
        else if(ap[i]< ap[j])ar[m++] = ap[i++];
        else ar[m++] = ap[j++];
    }


}

void CreateRandArr(int a[])
{
    int i;
    for(i=0;i<ARR_SIZE;i++)
    {
        a[i] = rand() % 100;
        cout <<a[i] << ' ' ; 
    }
    cout << endl;
}

void exchange(int *a, int *b)
{
    int temp;
    temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}