一步一步写算法（之合并排序）

原文: 一步一步写算法（之合并排序）

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    前面一篇博客提到的快速排序是排序算法中的一种经典算法。和快速排序一样，合并排序是另外一种经常使用的排序算法。那么合并排序算法有什么不同呢？关键之处就体现在这个合并上面。
    合并算法的基本步骤如下所示：
    1）把0~length-1的数组分成左数组和右数组
    2）对左数组和右数组进行迭代排序
    3）将左数组和右数组进行合并，那么生成的整个数组就是有序的数据数组

    下面就开始实践操作：
    a）创建函数，判断参数的合法性

void merge_sort(int array[], int length)

{

	if(NULL == array || 0 == length)

		return ;

	_merge_sort(array, 0, length-1);

}

    b）进行merge函数迭代操作

void _merge_sort(int array[], int start, int end)

{

	if(start >= end)

		return;



	int middle = start + ((end - start) >> 1);

	_merge_sort(array, start, middle);

	_merge_sort(array, middle + 1, end);

	_merge_data_in_array(array, start, middle, end);

}

     c）对合并后的队列进行合并操作

void _merge_data_in_array(int array[], int start, int middle, int end)

{

	int length = end - start + 1;

	int* pData = NULL;

	int left = start;

	int right = middle + 1;

	int all = 0;



	/* allocate new memory to the space */

	pData = (int*) malloc(sizeof(int) * length);

	assert(NULL != pData);

	memset(pData, 0, length);



	/* begin to move data */

	while(right <= end){

		while(array[left] <= array[right] && left <= middle){

			pData[all] = array[left]; left ++; all ++;

		}



		if(left > middle)  {

			break;

		}



		while(array[left] > array[right] && right <= end){

			pData[all] = array[right]; right ++; all ++;

		}

	}



	/* move the left data */

	if(left <= middle)

		memmove(&pData[all], &array[left], sizeof(int) * (middle -left +1));



	if(right <= end)

		memmove(&pData[all], &array[right], sizeof(int) * (end - right + 1));

	

	memmove(&array[start], pData, sizeof(int) * length);

	free(pData);

}

    注： 文中使用的pData动态内存不是一种最优的处理办法，实际开发中可以由其他形式的数据类型代替。

    d）编写测试用例

static void test1()

{

	int array[] = {1};

	merge_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));

}



static void test2()

{

	int array[] = {2, 1};

	merge_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));

	assert(1 == array[0]);

	assert(2 == array[1]);

}



static void test3()

{

	int array[] = {3, 2, 1};

	merge_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));

	assert(1 == array[0]);

	assert(2 == array[1]);

	assert(3 == array[2]);

}



static void test4()

{

	int array[] = {4, 3, 5, 1};

	merge_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));

	assert(1 == array[0]);

	assert(3 == array[1]);

	assert(4 == array[2]);

	assert(5 == array[3]);

}

分析快速排序和合并排序的相同点和不同点：
    相同点： 都是迭代操作
    不同点： 快速排序，先分类再迭代；合并排序，先迭代再合并

【预告： 下面一篇博客主要介绍堆排序】