归并排序算法可以通过以下步骤实现:
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
。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)
和 mergeSort(arr, mid+1, end)
。merge
,接收三个整数数组 arr
、start
、mid
和 end
。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 leftArr
和 rightArr
,分别用来存储左子数组和右子数组的元素。arr
的元素从 start
到 mid
复制到 leftArr
中,将元素从 mid+1
到 end
复制到 rightArr
中。i
、j
和 k
,分别表示 leftArr
、rightArr
和 arr
的当前元素索引。leftArr[i]
和 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 leftArr
或 rightArr
的元素全部被复制到 arr
中。leftArr
或 rightArr
复制到 arr
的剩余位置。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