第16周项目3——归并排序算法的改进

问题及代码：

/*   
*Copyright(c++)2015,烟台大学计算机与控制工程学院   
*All rights reserved.   
*文件名称：CPP1.cpp   
*作者：宋 晨   
*完成日期：2015年12月14日   
*版本号：v1.0   
*   
*问题描述：采用归并排序、快速排序等高效算法进行排序，当数据元素较少时(如n≤64)，经常直接使用直接插入排序算法等高复杂度的算法。这样做，会带来一定的好处，例如归并排序减少分配、回收临时存储区域的频次，快速排序减少递归层次等。 
试按上面的思路，重新实现归并排序算法。 
*/  

#include <stdio.h>  
#include <malloc.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <time.h>  
#define MinLength 64        //最短分段长度  
typedef int KeyType;    //定义关键字类型  
typedef char InfoType[10];  
typedef struct          //记录类型  
{  
    KeyType key;        //关键字项  
    InfoType data;      //其他数据项,类型为InfoType  
} RecType;              //排序的记录类型定义  
  
void GetData(RecType *&R, int n)  
{  
    srand(time(0));  
    R=(RecType*)malloc(sizeof(RecType)*n);  
    for(int i=0; i<n; i++)  
        R[i].key= rand();  
    printf("生成了%d条记录\n", n);  
}  
  
//对R[low..high]按递增有序进行直接插入排序  
void InsertSort(RecType R[],int low,int high)  
{  
    int i,j;  
    RecType tmp;  
    for (i=low; i<=high; i++)  
    {  
        tmp=R[i];  
        j=i-1;            //从右向左在有序区R[low..i-1]中找R[i]的插入位置  
        while (j>=low && tmp.key<R[j].key)  
        {  
            R[j+1]=R[j]; //将关键字大于R[i].key的记录后移  
            j--;  
        }  
        R[j+1]=tmp;      //在j+1处插入R[i]  
    }  
}  
  
//合并两个有序表  
void Merge(RecType R[],int low,int mid,int high)  
{  
    RecType *R1;  
    int i,j,k;  
    i=low,j=mid+1,k=0; //k是R1的下标,i、j分别为第1、2段的下标  
    R1=(RecType *)malloc((high-low+1)*sizeof(RecType));  //动态分配空间  
    while (i<=mid && j<=high)       //在第1段和第2段均未扫描完时循环  
        if (R[i].key<=R[j].key)     //将第1段中的记录放入R1中  
        {  
            R1[k]=R[i];  
            i++;  
            k++;  
        }  
        else                            //将第2段中的记录放入R1中  
        {  
            R1[k]=R[j];  
            j++;  
            k++;  
        }  
    while (i<=mid)                      //将第1段余下部分复制到R1  
    {  
        R1[k]=R[i];  
        i++;  
        k++;  
    }  
    while (j<=high)                 //将第2段余下部分复制到R1  
    {  
        R1[k]=R[j];  
        j++;  
        k++;  
    }  
    for (k=0,i=low; i<=high; k++,i++) //将R1复制回R中  
        R[i]=R1[k];  
}  
  
//一趟合并  
void MergePass(RecType R[],int length,int n)    //对整个数序进行一趟归并  
{  
    int i;  
    for (i=0; i+2*length-1<n; i=i+2*length)     //归并length长的两相邻子表  
        Merge(R,i,i+length-1,i+2*length-1);  
    if (i+length-1<n)                       //余下两个子表,后者长度小于length  
        Merge(R,i,i+length-1,n-1);          //归并这两个子表  
}  
  
//自底向上的二路归并算法，但太短的分段，用直接插入完成  
void MergeSort(RecType R[],int n)  
{  
    int length, i;  
    for(i=0;i<n;i+=MinLength)   //先按最短分段，用插入排序使之分段有序  
        InsertSort(R, i, ((i+MinLength-1<n)?(i+MinLength-1):n));  
    for (length=MinLength; length<n; length=2*length) //进行归并  
    {  
        MergePass(R,length,n);  
    }  
}  
int main()  
{  
    int i,n=10000;  
    RecType *R;  
    GetData(R, n);  
    MergeSort(R,n);  
    printf("排序后（前300个）:\n");  
    i=0;  
    while(i<300)  
    {  
        printf("%12d ",R[i].key);  
        i++;  
        if(i%5==0)  
            printf("\n");  
    }  
    printf("\n");  
    printf("排序后（后300个）:\n");  
    i=0;  
    while(i<300)  
    {  
        printf("%12d ",R[n-300+i].key);  
        i++;  
        if(i%5==0)  
            printf("\n");  
    }  
    printf("\n");  
    free(R);  
    return 0;  
}  

运行结果：