一步一步写算法(之合并排序)

一步一步写算法（之合并排序）

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前面一篇博客提到的快速排序是排序算法中的一种经典算法。和快速排序一样，合并排序是另外一种经常使用的排序算法。那么合并排序算法有什么不同呢？关键之处就体现在这个合并上面。 合并算法的基本步骤如下所示：

1）把0~length-1的数组分成左数组和右数组 2）对左数组和右数组进行迭代排序

3）将左数组和右数组进行合并，那么生成的整个数组就是有序的数据数组

下面就开始实践操作：

a）创建函数，判断参数的合法性

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1. 2. 3. 4. 5. 6. void merge_sort(int array[], int length) { if(NULL == array || 0 == length) return ; _merge_sort(array, 0, length-1); }

b）进行merge函数迭代操作

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1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. void _merge_sort(int array[], int start, int end) { if(start >= end) return; int middle = start + ((end - start) >> 1); _merge_sort(array, start, middle); _merge_sort(array, middle + 1, end); _merge_data_in_array(array, start, middle, end); 10. }

c）对合并后的队列进行合并操作

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1. 2. 3. 4. void _merge_data_in_array(int array[], int start, int middle, int end) { int length = end - start + 1; int* pData = NULL;

5. 6. 7. 8. 9. int left = start; int right = middle + 1; int all = 0; /* allocate new memory to the space */ 10. pData = (int*) malloc(sizeof(int) * length); 11. assert(NULL != pData); 12. memset(pData, 0, length); 13. 14. /* begin to move data */ 15. while(right <= end){ 16. while(array[left] <= array[right] && left <= middle){ 17. pData[all] = array[left]; left ++; all ++; 18. } 19. 20. if(left > middle) { 21. break; 22. } 23. 24. while(array[left] > array[right] && right <= end){ 25. pData[all] = array[right]; right ++; all ++; 26. } 27. } 28. 29. /* move the left data */ 30. if(left <= middle) 31. memmove(&pData[all], &array[left], sizeof(int) * (middle -left +1)); 32. 33. if(right <= end) 34. memmove(&pData[all], &array[right], sizeof(int) * (end - right + 1)); 35. 36. memmove(&array[start], pData, sizeof(int) * length); 37. free(pData); 38. } 注： 文中使用的pData动态内存不是一种最优的处理办法，实际开发中可以由其他形式的数据类型代替。

d）编写测试用例

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1. 2. 3. 4. 5. static void test1() { int array[] = {1}; merge_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int)); }

6. 7. 8. 9. static void test2() { int array[] = {2, 1}; 10. merge_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int)); 11. assert(1 == array[0]); 12. assert(2 == array[1]); 13. } 14. 15. static void test3() 16. { 17. int array[] = {3, 2, 1}; 18. merge_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int)); 19. assert(1 == array[0]); 20. assert(2 == array[1]); 21. assert(3 == array[2]); 22. } 23. 24. static void test4() 25. { 26. int array[] = {4, 3, 5, 1}; 27. merge_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int)); 28. assert(1 == array[0]); 29. assert(3 == array[1]); 30. assert(4 == array[2]); 31. assert(5 == array[3]); 32. }

分析快速排序和合并排序的相同点和不同点： 相同点： 都是迭代操作

不同点： 快速排序，先分类再迭代；合并排序，先迭代再合并

【预告： 下面一篇博客主要介绍堆排序】