归并排序

 

　本文转载自白话经典算法　

 

　　归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法。该算法是采用分治法（Divide and Conquer）的一个非常典型的应用。

 

　　首先考虑下如何将将二个有序数列合并。这个非常简单，只要从比较二个数列的第一个数，谁小就先取谁，取了后就在对应数列中删除这个数。然后再进行比较，如果有数列为空，那直接将另一个数列的数据依次取出即可。

//将有序数组a[]和b[]合并到c[]中

void MemeryArray(int a[], int n, int b[], int m, int c[])

{

    int i, j, k;



    i = j = k = 0;

    while (i < n && j < m)

    {

        if (a[i] < b[j])

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

        else

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

    }



    while (i < n)

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



    while (j < m)

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

}

可以看出合并有序数列的效率是比较高的，可以达到O(n)。

　　

　　解决了上面的合并有序数列问题，再来看归并排序，其的基本思路就是将数组分成二组A，B，如果这二组组内的数据都是有序的，那么就可以很方便的将这二组数据进行排序。如何让这二组组内数据有序了？

可以将A，B组各自再分成二组。依次类推，当分出来的小组只有一个数据时，可以认为这个小组组内已经达到了有序，然后再合并相邻的二个小组就可以了。这样通过先递归的分解数列，再合并数列就完成了归并排序。

//将有二个有序数列a[first...mid]和a[mid...last]合并。

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

{

    int i = first, j = mid + 1;

    int m = mid,   n = last;

    int k = 0;

    

    while (i <= m && j <= n)

    {

        if (a[i] <= a[j])

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

        else

            temp[k++] = a[j++];

    }

    

    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[])

{

    if (first < last)

    {

        int mid = (first + last) / 2;

        mergesort(a, first, mid, temp);    //左边有序

        mergesort(a, mid + 1, last, temp); //右边有序

        mergearray(a, first, mid, last, temp); //再将二个有序数列合并

    }

}



bool MergeSort(int a[], int n)

{

    int *p = new int[n];

    if (p == NULL)

        return false;

    mergesort(a, 0, n - 1, p);

    delete[] p;

    return true;

}

　　归并排序的效率是比较高的，设数列长为N，将数列分开成小数列一共要logN步，每步都是一个合并有序数列的过程，时间复杂度可以记为O(N)，故一共为O(N*logN)。因为归并排序每次都是在相邻的数据中进行操作，所以归并排序在O(N*logN)的几种排序方法（快速排序，归并排序，希尔排序，堆排序）也是效率比较高的。