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求归并排序算法(cc++)

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 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。

[cpp] view plaincopy
//将有序数组a[]和b[]合并到c[]中  
void MemeryArray(int a[], int n, int b[], int m, int c[])  
{  
    int i, j, k;  
  
    i = j = k = 0;  
    while (i < n && j < m)  
    {  
        if (a[i] < b[j])  
            c[k++] = a[i++];  
        else  
            c[k++] = b[j++];   
    }  
  
    while (i < n)  
        c[k++] = a[i++];  
  
    while (j < m)  
        c[k++] = b[j++];  
}  
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了?

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。

[cpp] view plaincopy
//将有二个有序数列a[first...mid]和a[mid...last]合并。  
void mergearray(int a[], int first, int mid, int last, int temp[])  
{  
    int i = first, j = mid + 1;  
    int m = mid,   n = last;  
    int k = 0;  
      
    while (i <= m && j <= n)  
    {  
        if (a[i] <= a[j])  
            temp[k++] = a[i++];  
        else  
            temp[k++] = a[j++];  
    }  
      
    while (i <= m)  
        temp[k++] = a[i++];  
      
    while (j <= n)  
        temp[k++] = a[j++];  
      
    for (i = 0; i < k; i++)  
        a[first + i] = temp[i];  
}  
void mergesort(int a[], int first, int last, int temp[])  
{  
    if (first < last)  
    {  
        int mid = (first + last) / 2;  
        mergesort(a, first, mid, temp);    //左边有序  
        mergesort(a, mid + 1, last, temp); //右边有序  
        mergearray(a, first, mid, last, temp); //再将二个有序数列合并  
    }  
}  
  
bool MergeSort(int a[], int n)  
{  
    int *p = new int[n];  
    if (p == NULL)  
        return false;  
    mergesort(a, 0, n - 1, p);  
    delete[] p;  
    return true;  
}  
 

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。

 

在本人电脑上对冒泡排序,直接插入排序,归并排序及直接使用系统的qsort()进行比较(均在Release版本下)

对20000个随机数据进行测试:



对50000个随机数据进行测试:



再对200000个随机数据进行测试:



 

注:有的书上是在mergearray()合并有序数列时分配临时数组,但是过多的new操作会非常费时。因此作了下小小的变化。只在MergeSort()中new一个临时数组。后面的操作都共用这一个临时数组。

 

 bluedodo 发表于:2003-07-06 10:40:22
得分:100 

void sort(T E,int n)
{
//对E中的n元素进行排序,K为全局变量
if(n>=k){
   i=n/k;
  j=n-i; 
  令A包含E中的前i 个元素
 令B包含E中的余下的j 个元素
   递归调用
   sort(A,i);
sort(B,j);
merge(A,B,E,i,j);//把A和B合并到E
} 

 gsp396 发表于:2003-07-06 10:46:37
得分:0 

请问有完整的算法吗 

 bluedodo 发表于:2003-07-06 11:00:16
得分:0 

合并两个已排好的数级
void MergeTwo(int *source,int *distination,int left,int middle,int n)
{
int i,j,k,t;
i=left;k=left;j=middle+1;
while((i<=middle)&&(j<=n))
{
   if(source[i]<=source[j])
    {
       distination[k]=source[i]
    i++;
}
    else
    {
distination[k]=source[j];
        j++;
    }
    k++;
}
if(i>middle)
{
 for(t=j;t<=n;t++)
   distination[k+t-j]=source[t];
}
else
{
   for(t=i;t<=middle;t++)
distination[k+t-i]=sourec[t];
}

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