C++实现归并排序_C/C++

C++实现归并排序

2021-08-26 13:45EggyGeDan C/C++

这篇文章主要为大家详细介绍了C++实现归并排序，文中示例代码介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下

定义：归并排序（MERGE-SORT）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。

简单的来说，归并排序主要分为三步，一是对数组的划分，二是对数组的排序，三是对数组的合并。划分的大小是可以随自己的想法而设置，但是一般都是以2为单位，这样最小的一组的排序就比较方便。

具体一个简单的例子：

设有数列{6，202，100，301，38，8，1}

初始状态：6,202,100,301,38,8,1

第一次归并后：{6,202},{100,301},{8,38},{1}，比较次数：3；

第二次归并后：{6,100,202,301}，{1,8,38}，比较次数：4；

第三次归并后：{1,6,8,38,100,202,301},比较次数：4；

总的比较次数为：3+4+4=11；

逆序数为14；

在利用算法实现的时候，需要利用递归的思想，函数的入口是整个数组，不断进行划分，直到划分的数组只剩下一个或两个元素为止，对这一组进行排序后，再按原来划分的大小还原并排序，这里利用一个新的数组比较方便，将两个排序后的数组，再从小到大一个一个放入新的数组。

具体代码：

				?

									#include<iostream>

									#include<algorithm>

									using namespace std;

									void merge(int *data,int start,int end,int *result) 

									{

									  int left_length = (end - start + 1) / 2 + 1;  

									  int left_index = start;

									  int right_index = start + left_length;

									  int result_index = start;

									  while(left_index<start + left_length && right_index <end + 1) //store data into new array

									  {

									    if(data[left_index] <= data[right_index])

									      result[result_index++] = data[left_index++];

									    else

									      result[result_index++] = data[right_index++];

									  }

									  while(left_index < start + left_length)

									    result[result_index++] = data[left_index++];

									  while(right_index <end+1)

									    result[result_index++] = data[right_index++];

									}

									void merge_sort(int *data,int start,int end,int *result)

									{

									  if(1 == end - start)  //last only two elements

									  {

									    if(data[start] > data[end])

									    {

									      int temp = data[start];

									      data[start] = data[end];

									      data[end] = temp;

									    }

									    return;

									  }

									  else if (end == start)

									    return; //last one element then there is no need to sort;

									  else{

									    //continue to divide the interval

									    merge_sort(data, start, (end - start + 1) / 2 + start, result);

									    merge_sort(data, (end - start + 1) / 2 + start + 1, end, result);

									    //start to merge sorted data

									    merge(data, start, end, result);

									    for (int i = start; i <= end;++i)

									    {

									      data[i] = result[i];

									    }

									  }

									}

									//example

									int main()

									{

									  int data[] = {5,3,6,7,3,2,7,9,8,6,34,32,5,4,43,12,37};

									  int length = 17;

									  int result[length];

									  cout << "before sorted:"<<'\n';

									  for (int i = 0; i < length;i++)

									    cout << data[i]<<' ';

									  cout << '\n'

									     << "after sorted:"<<'\n';

									  merge_sort(data, 0, length - 1, result);

									  for (int i = 0; i < length;i++)

									    cout << result[i]<<' ';

									  return 0;

									}