C语言 实现归并排序算法

归并排序（Merge sort）是创建在归并操作上的一种有效的排序算法。该算法是采用分治法（Divide and Conquer）的一个非常典型的应用。

一个归并排序的例子:对一个随机点的链表进行排序

算法描述

归并操作的过程如下：

申请空间，使其大小为两个已经排序序列之和，该空间用来存放合并后的序列

设定两个指针，最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置

比较两个指针所指向的元素，选择相对小的元素放入到合并空间，并移动指针到下一位置

重复步骤3直到某一指针到达序列尾

将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾

特点：归并排序是稳定的排序.即相等的元素的顺序不会改变, 速度仅次于快速排序，但较稳定。

归并操作

归并操作(merge)，也叫归并算法，指的是将两个顺序序列合并成一个顺序序列的方法。

如：设有数列 [6，202，100，301，38，8，1]

初始状态：6, 202, 100, 301, 38, 8, 1

第一次归并后：[6, 202], [100, 301], [8, 38], [1]，比较次数：3；

第二次归并后：[6, 100, 202, 301]，[1, 8, 38]，比较次数：4；

第三次归并后：[1, 6, 8, 38, 100, 202, 301]，比较次数：4；

总的比较次数为：3+4+4=11,；

逆序数为14；

算法实现

// Completed on 2014.10.11 17:20// Language: C99//// 版权所有（C）codingwu (mail: oskernel@126.com) // 博客地址：http:///archimedes/#include<stdio.h>#include<stdlib.h>void merge(int *array,const int first, const int mid, const int last){ int i,index; int first1,last1; int first2,last2; int *tmp; tmp = (int *)malloc((last-first+1)*sizeof(int)); if( tmp == NULL ) return; first1 = first; last1 = mid; first2 = mid+1; last2 = last; index = 0; while( (first1 <= last1) && (first2 <= last2) ) { if( array[first1] < array[first2] ) { tmp[index++] = array[first1]; first1++; } else{ tmp[index++] = array[first2]; first2++; } } while( first1 <= last1 ) { tmp[index++] = array[first1++]; } while( first2 <= last2 ) { tmp[index++] = array[first2++]; } for( i=0; i<(last-first+1); i++) { array[first+i] = tmp[i]; } free(tmp);}void merge_sort(int *array, const int first, const int last){ int mid = 0; if(first < last) { mid = (first + last) / 2; merge_sort(array, first, mid); merge_sort(array, mid + 1, last); merge(array, first, mid, last); }}int main(){ int a[] = {288, 52, 123, 30, 212, 23, 10, 233}; int n, mid; n = sizeof(a) / sizeof(a[0]); mid = n / 2; merge_sort(a, 0, n - 1); for(int k = 0; k < n; k++) printf("%d ", a[k]); printf("\n"); return 0;}

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