如何使用C++中的歸併排序演算法

如何使用C 中的歸併排序演算法

歸併排序是一種經典的排序演算法，它採用分治法的思想，將待排序的序列分為兩個子序列，分別進行排序，然後將兩個有序的子序列合併成一個有序的序列。下面，我們將介紹如何使用C 語言實作歸併排序演算法，並給出具體的程式碼範例。

1. 演算法思路

歸併排序的核心思想是將待排序序列拆分為多個子序列，然後對子序列進行遞歸呼叫排序，最後將排序好的子序列合併。

具體步驟如下：
1) 如果序列長度為1，則表示已經有序，直接返回
2) 將序列平均分成兩個子序列，分別對兩個子序列進行遞歸調用排序
3) 將兩個有序子序列合併成一個有序序列

2. 程式碼範例

下面給出使用C 語言實作歸併排序演算法的程式碼範例：

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

// 合并两个有序子序列
void merge(vector<int>& arr, int left, int mid, int right) {
    int i = left;    // 左子序列起始索引
    int j = mid + 1; // 右子序列起始索引
    int k = 0;       // 临时数组起始索引
    vector<int> temp(right - left + 1); // 临时数组

    // 比较两个子序列的元素，将较小的元素放入临时数组中
    while (i <= mid && j <= right) {
        if (arr[i] <= arr[j]) {
            temp[k++] = arr[i++];
        } else {
            temp[k++] = arr[j++];
        }
    }

    // 将剩余的元素复制到临时数组中
    while (i <= mid) {
        temp[k++] = arr[i++];
    }
    while (j <= right) {
        temp[k++] = arr[j++];
    }

    // 将临时数组的元素复制回原数组
    for (int m = 0; m < k; ++m) {
        arr[left + m] = temp[m];
    }
}

// 归并排序递归函数
void mergeSort(vector<int>& arr, int left, int right) {
    if (left < right) {
        int mid = (left + right) / 2;

        // 递归调用排序
        mergeSort(arr, left, mid);
        mergeSort(arr, mid + 1, right);

        // 合并两个有序子序列
        merge(arr, left, mid, right);
    }
}

// 归并排序函数
void mergeSort(vector<int>& arr) {
    mergeSort(arr, 0, arr.size() - 1);
}

int main() {
    vector<int> arr = {4, 6, 2, 8, 9, 1, 5, 3, 7};

    // 调用归并排序函数
    mergeSort(arr);

    // 输出排序结果
    for (int i = 0; i < arr.size(); ++i) {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

以上程式碼是用C 實作歸併排序演算法的範例，首先定義了一個merge函數，用來合併兩個有序子序列。然後定義了mergeSort函數，用來進行歸併排序的遞歸呼叫。最後，在main函數中呼叫mergeSort函數對待排序的序列進行排序，並輸出排序結果。

3. 總結

歸併排序演算法是一種高效率且穩定的排序演算法，其時間複雜度為O(nlogn)。透過遞歸呼叫和合併操作，歸併排序能夠將待排序序列分成小塊進行排序，然後再將有序的子序列合併成一個有序的序列。透過使用C 語言實現的具體程式碼範例，我們可以更好地理解和掌握歸併排序演算法的實作過程。

以上是如何使用C++中的歸併排序演算法的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！