归并排序(递归)

本文介绍了归并排序的递归方法,首先通过递归将数组不断拆分为更小的部分,直到每个部分只剩1个元素。接着,通过归并操作将已排序的小数组逐步合并成大的有序数组,最终完成整个数组的排序过程。

归并排序(递归)

拆分:递归的将当前数组二分(如果N是偶数,两边个数平等,如果是奇数,则一边多一个元素),直到只剩 0 或 1 个元素

归并:分别将左右半边数组排序,然后归并在一起形成一个大的有序数组

思路:将原数组一直折半拆分,知道拆到最后一个元素,然后开辟临时空间将数组依次合并,最后完成排序

#include <iostream>

using namespace std;

void hb(int arr[], int star, int mid, int enda)
{
    int temp[enda - star + 1];
    int st1 = star;
    int st2 = mid + 1;
    int t = 0;

    while(st1 <= mid && st2 <= enda)
    {
        temp[t++] = arr[st1] >= arr[st2] ? arr[st1++] : arr[st2++];
    }
    while(st1 <= mid)
    {
        temp[t++] = arr[st1++];
    }
    while(st2 <= enda)
    {
        temp[t++] = arr[st2++];
    }

    for(int i = 0; i < t; i++)
    {
        arr[star + i] = temp[i];
    }
}

void gbsort(int arr[], int star, int enda)
{
    if(star >= enda)
    {
        return ;
    }
    int mid = (star + enda) / 2;
    gbsort(arr, star, mid);
    gbsort(arr, mid + 1, enda);
    hb(arr, star, mid, enda);
}

int main()
{
   
### 归并排序递归实现详解 归并排序是一种基于分治策略的有效排序算法,其核心思想是通过不断分割数组直到每个子数组仅剩下一个元素,随后逐步合并这些已排序的小数组形成最终的大数组。这种方法能够保证即使面对无序程度不同的输入序列也能维持稳定的 \(O(n \log n)\) 时间复杂度[^3]。 #### 递归版本的归并排序逻辑分解 1. **基础条件判断**: 若当前处理的数组长度小于等于1,则无需继续划分,直接返回原数组。 2. **分裂过程**: 找到中间索引位置 `mid` 并以此为界将原始数组切分成左半部分与右半部分。 3. **递归调用**: 对左右两部分各自再次执行相同的归并排序流程直至达到最小子单元级别。 4. **合并阶段**: 利用辅助函数完成两个已经排好序的部分之间的融合工作,确保整体有序性得以保持。 下面给出完整的Python代码示例: ```python def merge_sort_recursive(arr): """递归方式实现归并排序""" # 基础情况:当数组长度不大于1时停止递归 if len(arr) <= 1: return arr # 计算中心点进行分割 mid = len(arr) // 2 left_half = arr[:mid] right_half = arr[mid:] # 对左右两侧分别递归调用merge_sort_recursive sorted_left = merge_sort_recursive(left_half) sorted_right = merge_sort_recursive(right_half) # 合并两个已排序好的列表 return _merge(sorted_left, sorted_right) def _merge(left, right): """ 辅助函数用于合并两个有序列表left和right成为一个更大的有序列表 :param left: 左侧有序列表 :param right: 右侧有序列表 :return: 合并后的单个有序列表 """ result = [] i = j = 0 # 循环对比两边最小项依次填入result中 while i < len(left) and j < len(right): if left[i] <= right[j]: result.append(left[i]) i += 1 else: result.append(right[j]) j += 1 # 处理可能存在的剩余元素 result.extend(left[i:]) result.extend(right[j:]) return result if __name__ == "__main__": test_array = [29, 7, 70, 42, 90, 3, 87, 8, 30, 5] print("Original array:", test_array) sorted_array = merge_sort_recursive(test_array.copy()) print("Sorted array :", sorted_array) ``` 上述程序展示了如何利用递归来构建归并排序的核心机制,并且包含了详细的注释以便理解各个组成部分的功能作用[^4]。 --- ###
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