白話經典演算法系列之五 歸併排序的實現

2021-09-06 18:25:52 字數 1650 閱讀 2645

歸併排序是建立在歸併操作上的一種有效的排序演算法。該演算法是採用分治法(divide and conquer)的乙個很典型的應用。

首先考慮下怎樣將將二個有序數列合併。這個很easy,僅僅要從比較二個數列的第乙個數,誰小就先取誰,取了後就在相應數列中刪除這個數。然後再進行比較,假設有數列為空,那直接將還有乙個數列的資料依次取出就可以。

//將有序陣列a和b合併到c中

void memeryarray(int a, int n, int b, int m, int c)

while (i < n)

c[k++] = a[i++];

while (j < m)

c[k++] = b[j++];

}

能夠看出合併有序數列的效率是比較高的,能夠達到o(n)。

攻克了上面的合併有序數列問題,再來看歸併排序,其的基本思路就是將陣列分成二組a,b,假設這二組組內的資料都是有序的,那麼就能夠非常方便的將這二組資料進行排序。怎樣讓這二組組內資料有序了?

能夠將a,b組各自再分成二組。依次類推,當分出來的小組僅僅有乙個資料時,能夠覺得這個小組組內已經達到了有序,然後再合併相鄰的二個小組就能夠了。這樣通過先遞迴的分解數列,再合併數列就完畢了歸併排序。

//將有二個有序數列a[first...mid]和a[mid...last]合併。

void mergearray(int a, int first, int mid, int last, int temp)

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)

}bool mergesort(int a, int n)

歸併排序的效率是比較高的,設數列長為n,將數列分開成小數列一共要logn步,每步都是乙個合併有序數列的過程,時間複雜度能夠記為o(n),故一共為o(n*logn)。由於歸併排序每次都是在相鄰的資料中進行操作,所以歸併排序在o(n*logn)的幾種排序方法(高速排序,歸併排序,希爾排序,堆排序)也是效率比較高的。

在本人電腦上對氣泡排序,直接插入排序,歸併排序及直接使用系統的qsort()進行比較(均在release版本號下)

對20000個隨機資料進行測試:

對50000個隨機資料進行測試:

再對200000個隨機資料進行測試:

注:有的書上是在mergearray()合併有序數列時分配暫時陣列,可是過多的new操作會很費時。因此作了下小小的變化。僅僅在mergesort()中new乙個暫時陣列。後面的操作都共用這乙個暫時陣列。

白話經典演算法系列之五 歸併排序的實現

歸併排序是建立在歸併操作上的一種有效的排序演算法。該演算法是採用分治法 divide and conquer 的乙個非常典型的應用。首先考慮下如何將將二個有序數列合併。這個非常簡單,只要從比較二個數列的第乙個數,誰小就先取誰,取了後就在對應數列中刪除這個數。然後再進行比較,如果有數列為空,那直接將另...

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