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2022
05-27

C++ 归并排序(merge sort)案例详解

核心思想：“分”与“合”。

主体流程

先将一个序列分成很多个不能再分割的子序列，将各个子序列分别排序后再将子序列合并。其实就是重复两个步骤：【1】分【2】合并。
首先是第一个小问题，怎么分?
比如说一个序列:12 ,23,1,44,233,10,9,8。我们先分成两段：12 ,23,1,44 和 233,10,9,8，
发现还能再分成4段：12 ,23 和 1,44------233,10 和 9,8。
再分成8段：12--23--1--44 和233--10--9--8。
这时候开始把子序列进行排序合并，一个元素就是有序的。所以不用排序。
合并成2个一组排序得到：12，23----1，44---10，233---8，9。
再合并成4个一组排序得到：1，12，23，44---8，9，10，233。
最后合并得到最终结果：1，8，9，10，12，23，44，233。

下面是分段的代码，用递归实现。

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  
    }  
}

整体思路很清晰，还差一个小问题没解决，怎么合并？
现在问题就变成了怎么合并两个有序序列，思路是比较两个有序序列的第一个元素，谁小把谁放进最终序列的结尾，并把它从原来的队列里面删掉直到有个序列为空。
这时候另一个序列可能还有剩余的数据。没关系，因为他们本身是有序的，所以我们只要按顺序把他们添加到最终序列的尾部就好了。
这样两个有序序列就合并成一个有序序列了。
实现代码：

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++];
}

整体测试代码：

#include<iostream>  
#include<math.h>  
#include<stdlib.h>  
using namespace std;  
  
//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;  //删除p临时数组
    return true;  
}  
  
int main()  
{  
    int i=0,temp=0;  
    int a[10]={0};  
    for(i=0;i<10;i++)  
{  
  
 a[i]=rand();  
 cout<<a[i]<<" ";  
  
}  
cout<<endl;  
MergeSort(a,10);  
for(i=0;i<10;i++) 
{  
    
    cout<<a[i]<<" ";  
  
}  
return 0;  
 }

到此这篇关于C++ 归并排序(merge sort)案例详解的文章就介绍到这了,更多相关C++ 归并排序(merge sort)内容请搜索自学编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持自学编程网！

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