经典排序算法 - 归并排序Merge sort

Posted 2020-09-11 wzjhoutai

经典排序算法 - 归并排序Merge sort

原理,把原始数组分成若干子数组,对每个子数组进行排序,

继续把子数组与子数组合并,合并后仍然有序,直到所有合并完,形成有序的数组

举例

无序数组[6 2 4 1 5 9]

先看一下每一个步骤下的状态,完了再看合并细节

第一步 [6 2 4 1 5 9]原始状态

第二步 [2 6] [1 4] [5 9]两两合并排序,排序细节后边介绍

第三步 [1 2 4 6] [5 9]继续两组两组合并

第四步 [1 2 4 5 6 9]合并完成,排序完成

输出结果[1 2 4 5 6 9]

合并细节

具体介绍第二步到第三步的过程,其余类似

第二步:[2 6] [1 4] [5 9]

两两合并,事实上仅合并[2 6] [1 4],所以[5 9]无论它,

原始状态

第一个数组[2 6]

第二个数组[1 4]

--------------------

第三个数组[...]

 

第1步,顺序从第一,第二个数组里取出一个数字:2和1

比較大小后将小的放入第三个数组,此时变成下边这样

第一个数组[2 6]

第二个数组[4]

--------------------

第三个数组[1]

 

第2步,继续刚才的步骤,顺序从第一,第二个数组里取数据,2和4,

相同的比較大小后将小的放入第三个数组,此时状态例如以下

第一个数组[6]

第二个数组[4]

--------------------

第三个数组[1 2]

 

第3步,再反复前边的步骤变成,将较小的4放入第三个数组后变成例如以下状态

第一个数组[6]

第二个数组[...]

--------------------

第三个数组[1 2 4]

 

第4步,最后将6放入,排序完成

第一个数组[...]

第二个数组[...]

--------------------

第三个数组[1 2 4 6]

 

[ 1 2 4 6 ]与[ 5 9 ]的合并过程与上边一样,不再分解

代码仅供參考

        static void merge(int[] unsorted, int first, int mid, int last, int[] sorted)
        {
            int i = first, j = mid;
            int k = 0;
            while (i < mid && j < last)
                if (unsorted[i] < unsorted[j])
                    sorted[k++] = unsorted[i++];
                else
                    sorted[k++] = unsorted[j++];

            while (i < mid)
                sorted[k++] = unsorted[i++];
            while (j < last)
                sorted[k++] = unsorted[j++];

            for (int v = 0; v < k; v++)
                unsorted[first + v] = sorted[v];
        }

        static void merge_sort(int[] unsorted, int first, int last, int[] sorted)
        {
            if (first + 1 < last)
            {
                int mid = (first + last) / 2;
                Console.WriteLine("{0}-{1}-{2}", first, mid, last);
                merge_sort(unsorted, first, mid, sorted);
                merge_sort(unsorted, mid, last, sorted);
                merge(unsorted, first, mid, last, sorted);
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            int[] x = { 6, 2, 4, 1, 5, 9 };
            int[] sorted = new int[x.Length];
            merge_sort(x, 0, x.Length, sorted);
            for (int i = 0; i < sorted.Length; i++)
            {
                if (x[i] > 0)
                    Console.WriteLine(x[i]);
            }
            Console.ReadLine();
        }