【算法导论】归并排序

算法描述

    归并排序是分治策略的一种体现，很多算法在结构上是可以递归的，为了解决一个问题，需要一次或多次递归调用自身来解决相关的子问题。
    归并排序需要额外的内存空间，是一种以空间换取时间的排序方法。
    下例中采用二路归并，且在一段小数据时，使用插入法排序。

代码实现(C实现)

#include<stdio.h>
int insertsort(int * const p,int start,int end){
   int key=0;
   int i = 0;
   int j = 0;
   if(p == NULL || start > end || end - start< 1){
       printf("array is empty or length of array is zero\n");
       return 0;
   }
   for(i = 1 + start;i <= end;i++){
       key = *(p+i);
       j = i - 1;
       while(j >= start && *(p + j) > key){
           *(p+1+j) = *(p+j);
           j--;
       }
       *(p + j + 1) = key;
   }
   return 1;
}

#include <stdio.h>
#include <limits.h>
#include <stdlib.h>
#include "sort.h"
#include "../common/io.h"

static int merge(int * const p,const int start,const int end){
    if(p == NULL || start < 0 || end < 0 || start >= end){
        return 0;
    }
    if(start + DEFAULT_KSTEP < end){
        int mid = (start + end) / 2;
        if(merge(p,start,mid) == 0) return 0;
        if(merge(p,mid+1,end) == 0) return 0;
        int * array_1 = (int *)malloc((mid + 2 - start)*sizeof(int));
        int * array_2 = (int *)malloc((end + 1 - mid)*sizeof(int));
        if(array_1 == NULL || array_2 == NULL){
            if(array_1 != NULL){
                free(array_1);
            }
            if(array_2 != NULL){
                free(array_2);
            }
            return 0;
        }
int k = 0;
        for(k = 0;k < mid + 1 - start;k++){
            array_1[k] = *(p + start + k);
        }
        array_1[mid + 1 -start] = INT_MAX;
        for(k = 0;k < end - mid;k++){
            array_2[k] = *(p + mid + 1 + k);
        }
        array_2[end - mid] = INT_MAX;
        k = start;
        int i=0,j=0;
        //
        while(array_1[i] < INT_MAX || array_2[j] < INT_MAX){
            if(array_1[i] <= array_2[j]){
                *(p + k) = *(array_1 + i);
                i++;
            }else{
                *(p + k) = *(array_2 + j);
                j++;
            }
            k++;
        }
        free(array_1);
        free(array_2);
        printSubArray(p,start,end);
    }else{
        //插入排序来实现小数据就地排序
        insertsort(p,start,end);
    }
    return 1;
}


int merge_sort(int * const p,int length){
    return merge(p,0,length-1);
}

测试程序：

#include <stdio.h>
#include "common/io.h"
#include "sort/sort.h"
int main(void){
   int array[10] = {1,4,-1,90,12,45,6,45,43,8};
   printArray(array,10);
   merge_sort(array,10);
   printArray(array,10);
}