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合并排序(MergeSort)

2013年10月28日 ⁄ 综合 ⁄ 共 2028字 ⁄ 字号 评论关闭
说明
之前所介绍的排序法都是在同一个数组中的排序,考虑今日有两组或两组以上的数据,它可能是不同数组中的数据,或是不同档案中的数据,如何为它们进行排序?
解法
可以使用合并排序法,合并排序法基本是将两组已排序的数据合并,并进行排序,如果所读入的数据尚未排序,可以先利用其它的排序方式来处理这两组数据,然后再将排序好的这两组数据合并。


有人问道,如果两组数据本身就无排序顺序,何不将所有的数据读入,再一次进行排序?排序的精神是尽量利用数据已排序的部份,来加快排序的效率,小量数据的排序较为快速,如果小量数据排序完成之后,再合并处理时,因为两组数据都有排序了,所有在合并排序时会比单纯读入所有的数据再一次排序来的有效率。


那么可不可以直接使用合并排序法本身来处理整个排序的动作?而不动用到其它的排序方式?答案是肯定的,只要将所有的数字不断的分为两个等分,直到最后剩一个数字为止,然后再反过来不断的合并,就如下图所示:

不过基本上分割又会花去额外的时间,不如使用其它较好的排序法来排序小量数据,再使用合并排序来的有效率。


下面这个程序范例,我们使用快速排序法来处理小量数据排序,然后再使用合并排序法处理合并的动作。

C代码

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <time.h> 
#define MAX1 10 
#define MAX2 10 
#define SWAP(x,y) {int t; t = x; x = y; y = t;} 

int partition(int[], int, int); 
void quickSort(int[], int, int); 
void mergeSort(int[], int, int[], int, int[]); 

int main(void) { 
	srand(time(NULL)); 

	int number1[MAX1] = {0}; 
	int number2[MAX1] = {0}; 
	int number3[MAX1+MAX2] = {0}; 

	printf("排序前:"); 
	printf("\nnumber1[]:"); 
	int i;
	for(i = 0; i < MAX1; i++) { 
		number1[i] = rand() % 100; 
		printf("%d ", number1[i]); 
	}
	printf("\nnumber2[]:"); 
	for(i = 0; i < MAX2; i++) { 
		number2[i] = rand() % 100; 
		printf("%d ", number2[i]); 
	} 

	//先排序两组数据
	quickSort(number1, 0, MAX1-1); 
	quickSort(number2, 0, MAX2-1); 

	printf("\n排序后:"); 
	printf("\nnumber1[]:"); 
	for(i = 0; i < MAX1; i++) 
		printf("%d ", number1[i]); 
	printf("\nnumber2[]:"); 
	for(i = 0; i < MAX2; i++) 
		printf("%d ", number2[i]); 

	//合并排序
	mergeSort(number1, MAX1, number2, MAX2, number3); 

	printf("\n合并后:"); 
	for(i = 0; i < MAX1+MAX2; i++) 
		printf("%d ", number3[i]); 

	printf("\n"); 

	return 0; 
} 

int partition(int number[], int left, int right) { 
	int s = number[right]; 
	int i = left - 1; 
	int j;
	for(j = left; j < right; j++) { 
		if(number[j] <= s) { 
			i++; 
			SWAP(number[i], number[j]); 
		} 
	} 
	SWAP(number[i+1], number[right]); 
	return i+1; 
} 

void quickSort(int number[], int left, int right) { 
	if(left < right) { 
		int q = partition(number, left, right); 
		quickSort(number, left, q-1); 
		quickSort(number, q+1, right); 
	} 
} 

void mergeSort(int number1[], int M, int number2[], 
			   int N, int number3[]) { 
				   int i = 0, j = 0, k = 0; 
				   while(i < M && j < N) { 
					   if(number1[i] <= number2[j]) 
						   number3[k++] = number1[i++]; 
					   else 
						   number3[k++] = number2[j++]; 
				   } 

				   while(i < M) 
					   number3[k++] = number1[i++]; 
				   while(j < N) 
					   number3[k++] = number2[j++]; 
} 

转载自:http://caterpillar.onlyfun.net/Gossip/AlgorithmGossip/MergeSort.htm

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