C語言實現歸并排序算法實例分析

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C語言實現歸并排序算法實例分析

　　歸并排序(Merge sort)是創建在歸并操作上的一種有效的排序算法。該算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一個非常典型的應用。以下是百分網小編搜索整理的關于C語言實現歸并排序算法實例分析，供參考學習，希望對大家有所幫助!想了解更多相關信息請持續關注我們應屆畢業生考試網!

　　一個歸并排序的例子:對一個隨機點的鏈表進行排序

　　算法描述

　　歸并操作的過程如下：

　　申請空間，使其大小為兩個已經排序序列之和，該空間用來存放合并后的序列

　　設定兩個指針，最初位置分別為兩個已經排序序列的起始位置

　　比較兩個指針所指向的元素，選擇相對小的元素放入到合并空間，并移動指針到下一位置

　　重復步驟3直到某一指針到達序列尾

　　將另一序列剩下的所有元素直接復制到合并序列尾

　　特點：歸并排序是穩定的排序.即相等的元素的順序不會改變, 速度僅次于快速排序，但較穩定。

　　歸并操作

　　歸并操作(merge)，也叫歸并算法，指的是將兩個順序序列合并成一個順序序列的方法。

　　如：設有數列 [6，202，100，301，38，8，1]

　　初始狀態：6, 202, 100, 301, 38, 8, 1

　　第一次歸并后：[6, 202], [100, 301], [8, 38], [1]，比較次數：3;

　　第二次歸并后：[6, 100, 202, 301]，[1, 8, 38]，比較次數：4;

　　第三次歸并后：[1, 6, 8, 38, 100, 202, 301]，比較次數：4;

　　總的比較次數為：3+4+4=11,;

　　逆序數為14;

　　算法實現

　　// Completed on 2014.10.11 17:20

　　// Language: C99

　　// 博客地址：http://www.cnblogs.com/archimedes/

　　#include<stdio.h>

　　#include<stdlib.h>void merge_sort(int *list, const int first, const int last)

　　{

　　int len= last-first+1;

　　int left_min,left_max; //左半區域邊界

　　int right_min,right_max; //右半區域邊界

　　int index;

　　int i;

　　int *tmp;

　　tmp = (int *)malloc(sizeof(int)*len);

　　if( tmp == NULL || len <= 0 )

　　return;

　　for( i = 1; i < len; i *= 2 )

　　{

　　for( left_min = 0; left_min < len - i; left_min = right_max)

　　{

　　int j;

　　right_min = left_max = left_min + i;

　　right_max = left_max + i;

　　j = left_min;

　　if ( right_max > len )

　　right_max = len;

　　index = 0;

　　while( left_min < left_max && right_min < right_max )

　　{

　　tmp[index++] = (list[left_min] > list[right_min] ? list[right_min++] : list[left_min++]);

　　}

　　while( left_min < left_max )

　　{

　　list[--right_min] = list[--left_max];

　　}

　　while( index > 0 )

　　{

　　list[--right_min] = tmp[--index];

　　}

　　free(tmp);

　　}

　　int main()

　　{

　　int a[] = {288, 52, 123, 30, 212, 23, 10, 233};

　　int n, mid;

　　n = sizeof(a) / sizeof(a[0]);

　　mid = n / 2;

　　merge_sort(a, 0, n - 1);

　　for(int k = 0; k < n; k++)

　　printf("%d ", a[k]);

　　printf(" ");

　　return 0;

　　}

　　使用遞歸實現：

　　// Completed on 2014.10.11 18:20

　　// Language: C99

　　// 博客地址：http://www.cnblogs.com/archimedes/

　　#include<stdio.h>

　　#include<stdlib.h>

　　void merge(int *array,const int first, const int mid, const int last)

　　{

　　int i,index;

　　int first1,last1;

　　int first2,last2;

　　int *tmp;

　　tmp = (int *)malloc((last-first+1)*sizeof(int));

　　if( tmp == NULL )

　　return;

　　first1 = first;

　　last1 = mid;

　　first2 = mid+1;

　　last2 = last;

　　index = 0;

　　while( (first1 <= last1) && (first2 <= last2) )

　　{

　　if( array[first1] < array[first2] )

　　{

　　tmp[index++] = array[first1];

　　first1++;

　　}

　　else{

　　tmp[index++] = array[first2];

　　first2++;

　　}

　　while( first1 <= last1 )

　　{

　　tmp[index++] = array[first1++];

　　}

　　while( first2 <= last2 )

　　{

　　tmp[index++] = array[first2++];

　　}

　　for( i=0; i<(last-first+1); i++)

　　{

　　array[first+i] = tmp[i];

　　}

　　free(tmp);

　　}

　　void merge_sort(int *array, const int first, const int last)

　　{

　　int mid = 0;

　　if(first < last)

　　{

　　mid = (first + last) / 2;

　　merge_sort(array, first, mid);

　　merge_sort(array, mid + 1, last);

　　merge(array, first, mid, last);

　　}

　　int main()

　　{

　　int a[] = {288, 52, 123, 30, 212, 23, 10, 233};

　　int n, mid;

　　n = sizeof(a) / sizeof(a[0]);

　　mid = n / 2;

　　merge_sort(a, 0, n - 1);

　　for(int k = 0; k < n; k++)

　　printf("%d ", a[k]);

　　printf(" ");

　　return 0;

　　}

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