排序算法8----归并排序（非递归）（C）

       1、介绍

        归并排序既可以是内排序（在内存上的数据排序），也可以是外排序（磁盘上）（硬盘）（在文件中的数据排序）。

        其他排序一般都是内排序。

        区别于快速排序的非递归，归并排序非递归不适合使用栈。

        因为快速排序的本质是一种前序递归，而归并排序的本质是一种后序递归，并没有“根”来区分左右。

        那么归并排序的非递归应该怎么样实现呢？

        2、思想

        我们先想想归并的思想和目的：递归的分治是将数组分割成两边有序的子序列，然后再合并这两个。那么我们是否可以直接将数组中两两元素归并呢？答案是：对的！因为我们将数组中所有元素看作两两一组（每组数据中都各有一个元素），那么这一组中的两个元素单个来看就是有序的子序列，然后合并这两个元素。再往上就是四四一组（每组数据中都各有两个有序的元素），八八一组........

        听起来好像很简单，其实坑很多，下面慢慢实现。

        3、代码

void MergeSortNonR_incline(int* arr, int n)
{
	int* tmp = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
	if (tmp == NULL)
	{
		perror("malloc fail\n");
		exit(-1);
	}

	int gap = 1;//1-1归
	//gap代表归并每组数组个数，即gap个和gap个归并
	while (gap < n)
	{
		for (int i = 0; i < n; i += 2 * gap)//[0,n)
		{
			int begin1 = i, end1 = i + gap - 1;//第一组
			int begin2 = i + gap, end2 = i + 2 * gap - 1;//第二组
			//[begin1,end1],[begin2,end2] 归并
			//[0,0]-[1,1]归，[2,2]-[3,3],[4,4]-[5,5]....
			//[0,1]-[2,3]归, [4,5]-[6,7]....
			//[0,3]-[4,7]归, [8,11]-[11,15]......
			// ......
			//注意：begin1不会越界，end1，begin2，end2都可能越界，所以要修正
			if (end1 >= n || begin2>=n)
				break;
			if (end2 >= n)
				end2 = n - 1;

			//合并，将arr中对应位置，放入tmp的对应位置
			int j = begin1;
			while (begin1 <= end1 && begin2 <= end2)
			{

				if (arr[begin1] < arr[begin2])
					tmp[j++] = arr[begin1++];
				else
					tmp[j++] = arr[begin2++];
			}


			while (begin1 <= end1)
			{
				tmp[j++] = arr[begin1++];
			}
			while (begin2 <= end2)
			{
				tmp[j++] = arr[begin2++];
			}

			//[begin1,end1],[begin2,end2]
			memcpy(arr + i, tmp + i, sizeof(int) * (end2-i+1));//每次归并完拷贝回去
		}
		gap *= 2;
	}

	free(tmp);
	tmp = NULL;
}

        4、实现效果

	int arr[] = { 1,6,41,32,5,12,7,11 };
	int size = sizeof(arr) / sizeof(int);
	printf("原数组\n");
	for (int i = 0; i < size; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");

	printf("排序后\n");
	MergeSortNonR_incline(arr, size);
	for (int i = 0; i < size; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");

原数组：1 6 41 32 5 12 7 11

排序后：1 5 6 7 11 12 32 41