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c语言怎么实现归并排序算法

小亿
93
2023-11-25 00:06:11
栏目: 编程语言

归并排序算法可以通过以下步骤实现:

  1. 定义一个函数 mergeSort,接收一个整数数组 arr,以及数组的开始索引 start 和结束索引 end
  2. 如果 start 小于 end,则计算数组的中间索引 mid,并递归调用 mergeSort 函数,将数组分为两个子数组进行排序:mergeSort(arr, start, mid)mergeSort(arr, mid+1, end)
  3. 定义一个函数 merge,接收三个整数数组 arrstartmidend。该函数用于合并两个已排序的子数组。首先创建两个临时数组 leftArrrightArr,分别用来存储左子数组和右子数组的元素。
  4. 将原始数组 arr 的元素从 startmid 复制到 leftArr 中,将元素从 mid+1end 复制到 rightArr 中。
  5. 初始化三个变量 ijk,分别表示 leftArrrightArrarr 的当前元素索引。
  6. 比较 leftArr[i]rightArr[j] 的大小,将较小的元素复制到 arr[k],并将对应的索引递增。重复这一步骤,直到 leftArrrightArr 的元素全部被复制到 arr 中。
  7. 将剩余的元素从 leftArrrightArr 复制到 arr 的剩余位置。
  8. 最后,调用 mergeSort(arr, 0, len(arr)-1) 来对整个数组进行排序。

以下是完整的 C 语言代码实现:

#include <stdio.h>

void merge(int arr[], int start, int mid, int end) {
    int i, j, k;
    int n1 = mid - start + 1;
    int n2 = end - mid;
  
    int leftArr[n1], rightArr[n2]; // 临时数组
  
    // 将原始数组的元素复制到左右子数组中
    for (i = 0; i < n1; i++)
        leftArr[i] = arr[start + i];
    for (j = 0; j < n2; j++)
        rightArr[j] = arr[mid + 1 + j];
  
    // 合并左右子数组到原始数组
    i = 0;
    j = 0;
    k = start;
    while (i < n1 && j < n2) {
        if (leftArr[i] <= rightArr[j]) {
            arr[k] = leftArr[i];
            i++;
        } else {
            arr[k] = rightArr[j];
            j++;
        }
        k++;
    }
  
    // 将剩余的元素从左右子数组复制到原始数组
    while (i < n1) {
        arr[k] = leftArr[i];
        i++;
        k++;
    }
    while (j < n2) {
        arr[k] = rightArr[j];
        j++;
        k++;
    }
}

void mergeSort(int arr[], int start, int end) {
    if (start < end) {
        int mid = start + (end - start) / 2;
        mergeSort(arr, start, mid);
        mergeSort(arr, mid + 1, end);
        merge(arr, start, mid, end);
    }
}

int main() {
    int arr[] = {38, 27, 43, 3, 9, 82, 10};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  
    mergeSort(arr, 0, n - 1);
  
    printf("Sorted array: \n");
    for (int i = 0; i < n; i++)
        printf("%d ", arr[i]);
    printf("\n");
  
    return 0;
}

运行以上代码,输出结果为:

Sorted array: 
3 9 10 27 38 43 82

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