归并排序(Merge Sort)

是创建在归并操作上的一种有效的排序算法,效率为O(nlog n)(大O符号)。1945年由约翰·冯·诺伊曼首次提出。该算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用,且各层分治递归可以同时进行。

递归法(Top-down)
1、申请空间,使其大小为两个已经排序序列之和,该空间用来存放合并后的序列
2、设定两个指针,最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置
3、比较两个指针所指向的元素,选择相对小的元素放入到合并空间,并移动指针到下一位置
4、重复步骤3直到某一指针到达序列尾
5、将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾
其实具体为创建两个函数,一个将原数组递归分裂成两半,一个进行归并。

算法复杂度:
比较操作的次数介于(nlog n)/2和(nlog n)-n+1。 赋值操作的次数是(2nlog n)。归并算法的时间复杂度为:O(nlogn)

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#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std;

//归并到开始数组中
void merge(int *a, int *left, int leftCount, int *right, int rightCount)
{
int i = 0, j = 0, k = 0;
while(i<leftCount && j<rightCount)
{
//将归并排序后的放回原数组
if(left[i] < right[i])
{
a[k++] = left[i++];
}
else
{
a[k++] = right[j++];
}
}
while(i < leftCount)
{
a[k++] = left[i++];
}
while(j < rightCount)
{
a[k++] = right[j++];
}
}
//将原数组分裂
void mergeSort(int *a, int len)
{
int mid, i, *left, *right;
if(len < 2)
{
return;
}
mid = len/2;
left = new int[mid];
right = new int[len-mid];
for(i=0; i<mid; i++)
{
left[i] = a[i];
}
for(i=mid; i<len; i++)
{
right[i-mid] = a[i];
}
mergeSort(left, mid);
mergeSort(right, len-mid);
merge(a, left, mid, right, len-mid);
delete[]left;
delete[]right;
}

int main()
{
int a[10] = {0,3,4,2,1,6,5,9,8,7};
int len = sizeof (a)/sizeof (a[0]);
mergeSort(a, len);
for(int i=0; i<len; i++)
{
cout << a[i] << ' ';
}
cout << endl;

return 0;
}

运行结果:
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