C语言递归实现归并排序

Posted 2022-03-02 Icy Hunter

归并排序递归实现还是比较难理解的，感觉涉及递归一般理解起来都会比较有难度吧，但是看了b站视频，然后照着打下来，然后自己写了点注释，就发现不知不觉都大概懂了。

这里的归并讲的是升序排序

归并排序思路大概就是：先划分数组，将数组划分为左右半区，分成的左右半区，各自再划分左右半区，一直划分，直到最后左右半区的元素都为一个时，开始合并，因为都划分为一个元素了，那么此时两个元素的排序就非常简单了，只需要比较大小就可以排序了，那么回溯上去会发现每组都是两两有序了，那么直接再依次比较两组之间的排头元素即可，取较小的赋值给临时数组，然后排头元素就变成后一个元素，一直这么比较，直到两组数据有一组为空时，只需要将另一组不为空的接在临时数组后面即可，因为此时不为空的剩下的元素是有序的且都比此时有序的临时数组大，接完之后临时数组就变成有序的数组了，那么再将临时数组的元素复制到实际数组中去，最后释放临时数组空间，输出实际数组，归并排序结束，输出的元素也是排好序的元素了。

这样干讲一定很抽象

这是b站视频里的图，十分生动形象了吧。

链接也给上：https://www.bilibili.com/video/BV1Pt4y197VZ/?spm_id_from=pageDriver讲的十分不错的。

代码如下（除了视频里的注释，还加了点自己的注释）

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

void print_arr(int arr[], int n)
	for(int i=0; i<n; i++)
		printf("%d ", arr[i]);
	
	printf("\\n"); 

//合并 
void merge(int arr[], int tempArr[], int left, int mid, int right)
	//标记左半区第一个未排序元素
	int l_pos = left; 
	//标记右半区第一个未排序元素 
	int r_pos = mid+1;
	//合并数组由左右半区构成，临时数组的开始位置也就是左半区的开始位置 
	int pos = left;
	//合并
	//划分刚结束后左右半区其实各自只有一个元素，那么直接比较大小即为两个元素的排序。 
	while(l_pos <= mid && r_pos <= right)//当左右半区都含有元素时 
		if(arr[l_pos] < arr[r_pos]) //左半区第一个剩余元素更小 
		     tempArr[pos++] = arr[l_pos++];//赋值后pos+1，l_pos+1为下一次做准备 
	    else //右半区第一个剩余元素更小 
		     tempArr[pos++] = arr[r_pos++];
	
	
	//当右半区元素合并完后左半区还有元素剩余，此时右半区有序且都比左半区元素大
	//那么直接将剩余的右半区元素接上即可 
	//合并左半区剩余的元素
	while(l_pos <= mid)tempArr[pos++] = arr[l_pos++]; 
	//同理 
	//合并右半区剩余的元素
	while(r_pos <= right)tempArr[pos++] = arr[r_pos++];
	//把临时数组中合并后的元素复制回原来的数组
	//tempArr此时已有序，只需利用left,right即排完序后的左右半区复制回arr数组即可 
	while(left <= right)
		arr[left] = tempArr[left];
		left++;
	


//归并排序 
void msort(int arr[], int tempArr[], int left, int right)
	//如果只有一个元素，那么就不需要继续划分
	//由 mid = (left + right) / 2得，当只剩最后一个数时 mid会和left和right相等
	//即传入后的left和right会相等 
	if(left < right)  //left和right不相等，不止一个元素，需要继续划分 
		//找中间点 
		int mid = (left + right) / 2;
		//递归划分左半区 
		msort(arr, tempArr, left, mid);
		//递归划分右半区 
		msort(arr, tempArr, mid+1, right); 

		//当数组划分完毕时开始进行合并 
		//合并已经排序的部分 
		//left为左半区左边界
		//right为右半区右边界
		//mid为划分左右半区的分界（也是左半区的右边界） 
		merge(arr, tempArr, left, mid, right);
	 


//归并入口 
void merge_sort(int arr[], int n)
	//分配一个辅助的数组，内存大小为 数组数*数据类型占位 
	int* tempArr = (int*)malloc(n * sizeof(int));
	 if(tempArr)
	 	//tempArr为临时数组, arr为需要排序的数组
		//排序下标为0至n-1，n为数组大小 
	 	msort(arr, tempArr, 0, n-1);
	 	free(tempArr);//释放内存空间 
	 
	 else
	 	printf("meet error");
	 


int main()
	int arr[] = 9, 5, 2, 7, 12, 4, 3, 1, 11;
	int n = 9;
	//打印原来的数组 
	print_arr(arr, n);
	//归并排序 
	merge_sort(arr, n);
	//打印排完序的数组 
	print_arr(arr, n);
	
	return 0;

 

本文参考https://www.bilibili.com/video/BV1Pt4y197VZ/?spm_id_from=pageDriver