归并排序(merge sort)的一个基于模板的实现

归并排序详解与代码实现

最新推荐文章于 2025-01-15 16:34:14 发布

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#algorithm merge sort

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本文深入探讨了归并排序算法的分治思想及其在排序中的应用，提供了详细的实现代码，包括递归和迭代两种方式，并通过实例验证了算法的有效性。

问题描述：

归并排序分治思想（divide and conquer）在排序中的具体应用，它的时间复杂度为O(NlgN)。问题和实现的详细描述

大家可参考维基百科；

代码实现：

#ifndef _MERGE_SORT_H_
#define _MERGE_SORT_H_

#include <assert.h>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <functional>



#define  MAXLEN  65535


/*
* implement merge for result sorted
*
*/
template<class T>
void Merge( T item[], int left, int mid, int right )
{
	static T auxItem[MAXLEN];

	int i;
	for( i = mid + 1; i > left; i-- )
	{
		auxItem[i - 1] = item[i - 1];
	}

	int j;
	for( j = mid; j < right; j++ )
	{
		auxItem[right + mid - j] = item[j + 1];
	}

	for( int k = left; k <= right; k++ )
	{
		if( auxItem[i] < auxItem[j] )
		{
			item[k] = auxItem[i++];
		}
		else
		{
			item[k] = auxItem[j--];
		}
	}
}


/*
* the implementation of merge sort
*
*/
template<class T>
void MergeSort( T item[], int left, int right )
{
	if( left >= right )
		return;

	int mid = left + ((right - left) >> 1);
	MergeSort( item, left, mid );
	MergeSort( item, mid + 1, right );

	Merge( item, left, mid, right );
}

/*
* Implement  merge for sequence sorted
*
*/
template<class T>
void MergeAB( T c[], T a[], int n, T b[], int m )
{
	for( int i = 0, j = 0, k = 0, k < m + n; k++ )
	{
		if( n == i )
		{
			c[k] = b[j++];
			continue;
		}

		if( m == j )
		{
			c[k] = a[i++];
			continue;
		}

		c[k] = (a[i] < b[j]) ? a[i++] : b[j++];
	}
}


/*
* the implementation of merge sort
*
*/
template<class T>
void MergeSortBU( T item[], int left, int right )
{
	for( int m = 1; m <= right - left; m = m + m )
	{
		for( int i = left; i <= right - m; i += m + m )
		{
			Merge( item, i, i + m - 1, min( i + m + m - 1, right) );
		}
	}
}


/*
* Test interface
*
*/
void TestMergeSort()
{
	int arr[] = {11, 2, 4, 32, 43, 44, 74, 21, 111, 1111, 999, 77, 33, 22, 11111, 66, 88, 38, 386};
	int len = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);

	MergeSort( arr, 0, len - 1 );

	for( int i = 0; i < len; i++ )
	{
		std::cout << arr[i] << " ";
	}
	std::cout << std::endl;

	//test another implementation
	int length = 100;
	int* item = new int[length];
	assert( item );
	for( int i = 0; i < length; i++ )
	{
		item[i] = i;
	}

	std::random_shuffle( item, item + length );
	MergeSortBU( item, 0, length - 1 );

	for( int i = 0; i < length; i++ )
	{
		if( !(i % 10) && i )
		{
			std::cout << std::endl;		
		}

		std::cout << item[i] << " ";

	}

	delete [] item;

}


#endif