排序算法之归并排序

排序思想

归并排序是建立在归并操作基础上的快捷的排序算法，是分治思想的一种典型应用。其基本思想是将两个顺序序列合并成一个顺序序列。思路可参考如下的例子：
设有数列{1，10，6，16，2，5，0}
初始状态：1，10，6，16，2，5，0
第一次归并后：{1,10},{6,16},{2,5},{0}，比较次数：3；
第二次归并后：{1,6,10,16}，{0,2,5}，比较次数：4；
第三次归并后：{0,1,2,5,6,10,16},比较次数：4；
得到最终结果{0,1,2,5,6,10,16}

代码实例

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#define NUM  10
// merege有序的数组
void mergeArray(int array[], int first, int mid, int last, int tempArray[])
{
    int arrayIndex1 = first;
    int arrayIndex2 = mid + 1;
    int tempArrayIndex = 0;

    while(arrayIndex1 <= mid&& arrayIndex2 <= last)
    {
        if(array[arrayIndex1] <= array[arrayIndex2])
            tempArray[tempArrayIndex++] = array[arrayIndex1++];
        else
            tempArray[tempArrayIndex++] = array[arrayIndex2++];
    }

    while(arrayIndex1 <= mid)
        tempArray[tempArrayIndex++] = array[arrayIndex1++];
    while(arrayIndex2 <= last)
        tempArray[tempArrayIndex++] = array[arrayIndex2++];

    for(arrayIndex1 = 0; arrayIndex1 < tempArrayIndex; arrayIndex1++)
    {
        array[first + arrayIndex1] = tempArray[arrayIndex1];
    }
}
//递归实现归并排序
void merge(int array[], int first, int last, int tempArray[])
{
    if(first < last)
    {
        int mid = (first + last)/2;
        merge(array, first, mid, tempArray);//使左边有序
        merge(array, mid+1, last, tempArray);//使右边有序
        mergeArray(array, first, mid, last, tempArray);//合并两边
    }
}

//归并排序
void mergeSort(int array[], int num)
{
    int tempArray[num];
    merge(array, 0, num - 1, tempArray);
}
//生成随机数字的数组
void randNumGenerator(int array[], int num)
{
    int i;
    srand( (unsigned)time( NULL ) ); 
    int j = 0;
    for (i = 0; i < num; ++i)
    {
        array[i] = rand()%(num*2);
        for(j = 0;j < i;++j)
        {
            if(array[j] == array[i])
            {
                --i;
            }
        }
    }
}
//打印数组
void printArray(int array[], int num)
{
    int i = 0;
    for(i = 0; i < num; ++i)
    {
        printf("%d ", array[i]);
    }
    printf("\n\n");
}
//单元测试
void unitTestMergeSort()
{
    int array[NUM];
    randNumGenerator(array,NUM);
    printArray(array,NUM);
    mergeSort(array,NUM);
    printArray(array,NUM);
}
//main函数
void main()
{
   unitTestMergeSort();
}