ID #5717

根据Merge Sort原理,自己实现的归并排序算法+详细

1. 不多废话,我已经把注释写得很详细了,C#实现的分享如下:

/// <summary>
/// 归并排序之归:归并排序入口
/// Updated by Lihua at 05/06/2009
/// </summary>
/// <param name="data">无序数组</param>
/// <returns>有序数组</returns>
/// <author>lihua</author>
/// <copyright>www.zivsoft.com</copyright>
int[] Sort(int[] data)
{
 //若data为null,或只剩下1 or 0个元素,返回,不排序
 if (null == data || data.Length <= 1)
 {
  return data;
 }

 //取数组中间下标
 //int middle = data.Length / 2; //方法一:除2取整数
 int middle = data.Length >> 1;  //方法二:位移 (感谢读者hyper给出的这个效率稍高的方法)

 //初始化临时数组let,right,并定义result作为最终有序数组,若数组元素奇数个,将把多余的那元素空间预留在right临时数组
 int[] left = new int[middle], right = new int[data.Length - middle], result = new int[data.Length];
           
 //下面这句对性能有些影响,所以在上面有了改进,直接用data.Length-middle初始化right数组
 //if (data.Length % 2 != 0) right = new int[middle + 1];

 //int i = 0, j = 0;
 //foreach (int x in data)//开始排序
 //{
 //    if (i < middle)//填充左数组
 //    {
 //        left[i] = x;
 //        i++;
 //    }
 //    else//填充右数组
 //    {
 //        right[j] = x;
 //        j++;
 //    }
 //}

 //上面的foreach被改成了for循环
 for (int i = 0; i < data.Length; i++)
 {
  if (i < middle)//用middle,不用left.Length,会不会好些,呵呵,who knows?
   {
    left[i] = data[i];
   }
   else
   {
    right[i - middle] = data[i]; //此处i-middle,让我省掉定义一个j,性能有所提高
   }
 }

 left = Sort(left);//递归左数组
 right = Sort(right);//递归右数组
 result = Merge(left, right);//开始排序
 //this.Write(result);//输出排序,测试用(lihua debug)
 return result;
}
/// <summary>
/// 归并排序之并:排序在这一步
/// </summary>
/// <param name="a">左数组</param>
/// <param name="b">右数组</param>
/// <returns>合并左右数组排序后返回</returns>
int[] Merge(int[] a, int[] b)
{
 //定义结果数组,用来存储最终结果
 int[] result = new int[a.Length + b.Length];
 int i = 0, j = 0, k = 0;
 while (i < a.Length && j < b.Length)
 {
  if (a[i] < b[j])//左数组中元素小于右数组中元素
  {
   result[k++] = a[i++];//将小的那个放到结果数组
  }
  else//左数组中元素大于右数组中元素
  {
   result[k++] = b[j++];//将小的那个放到结果数组
  }
 }
 while (i < a.Length)//这里其实是还有左元素,但没有右元素
 {
  result[k++] = a[i++];
 }
 while (j < b.Length)//右右元素,无左元素
 {
  result[k++] = b[j++];
 }
 return result;//返回结果数组
}

2. C/C++实现如下

//归并排序中之并
//Updated by zivsoft at 05/06/2009
int *Merge(int *a,int aLength,int *b,int bLength){
    //合并结果指针
    int *result;
    //初始化结果指针
    result=new int[aLength+bLength];

    int i=0,j=0,k=0;

    //定义左指针
    a=new int[aLength];
    //定义右指针
    b=new int[bLength];

    //元素排序,左右比较
    while(i<aLength&&j<bLength){
        if(a[i]<b[j]){//左元素小于右元素
            result[k++]=a[i++];//将小的赋值到结果
        }
        else{//左元素大于右元素
            result[k++]=b[j++];//将小的赋值到结果
        }
    }
    while(i<aLength){//将最后一个元素赋值到结果
        result[k++]=a[i++];
    }
    while(j<bLength){//将最后一个元素赋值到结果
        result[k++]=b[j++];
    }
    return result;
}

//归并排序中之归拆分
//Updated by zivsoft at 05/06/2009
int *Split(int *data,int length){
    int i=0,j=0,k=0;
    int *left,*right,*result;
    //取中间下标
    int middle=length/2;
    left=new int[middle];
    right=new int[middle];
    //初始化有序结果数组
    result=new int[length];
    //如果数组只有一个元素,直接返回,无需排序
    if(length<=1){
        return data;
    }
    int rightLength=0;

    //奇数个元素的话,重新分配右数组长度
    if(length%2!=0){
        delete[] right;
        rightLength=middle+1;
        right=new int[rightLength];
    }
    //拆分数组
    for(k=0;k<length;k++){
        if(i<middle){
            left[i++]=data[k];
        }
        else{
            right[j++]=data[k];
        }
    }
    left=Split(left,i);//递归拆分左数组
    right=Split(right,rightLength);//递归拆分右数组
    result=Merge(left,i,right,rightLength);//排序并合并
    //printarray(result,k); //输出,供lihua(zorywa)侧使用(zivsoft)
    return result;
}

感言:

这个算法是我在XX的一个面试题,问如何高效率将两个链表合并,并使之有序。很快想到归并排序(Merge Sort),想了想原理,把它实现了,不过现在又把它拿出来加了很多注释,应该没什么大问题了吧,重要是理解算法的精髓,用什么实现应该差不多,目前写了C#和C/C++两个版本,便于理解Merge Sort的原理,欢迎提建议,共同提高。


2011-07-01 18:29
阅读:
I'm VC , Just U know Y
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