C++:归并排序

文章提供了一个使用C++模板实现的二路归并排序算法。该算法首先通过OnePassMerge函数将子文件两两归并,然后在MergeSort函数中不断将子文件长度翻倍,直到整个数组排序完成。TwoWayMerge函数负责具体两个子文件的合并过程。

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#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

template<class T>
void OnePassMerge(T Dst[], T Src[], int Len, int n);
template<class T>
void TwoWayMerge(T Dst[], T Src[], int s, int e1, int e2);
 
// 用二路归并排序对A[n],...,A[n - 1]排序
template<class T>
void MergeSort(T A[], int n)
{
	int k;
	T * B = new T[n];
	// 初始子文件长度为1
	k = 1;
	while(k < n)
	{
		// 将A中的子文件经过一趟归并储存到数组B中
		OnePassMerge(B, A, k, n);
		// 归并后子文件长度增加一倍
		k <<= 1;
		if (k >= n)
		{
			// 已归并排序完毕,但结果在临时数组B中
			// 调用memcpy将其复制到A中,头文件为<memory.h>或<string.h>
			memcpy(A, B, n * sizeof(T));
		}
		else
		{
			// 将B中的子文件经过一趟归并存储到数组A中
			OnePassMerge(A, B, k, n);
			// 归并后的子文件长度增加一倍
			k <<= 1;
		}
	}
	// 释放临时数组占用的内存空间
	delete B;
}

// 一趟归并函数,将Src中部分排序的多个子文件归并到Dst中
// 子文件长度为Len
template<class T>
void OnePassMerge(T Dst[], T Src[], int Len, int n)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < n - 2 * Len; i += 2 * Len)
	{
		// 执行两两归并,将Src中长度为Len的子文件归并成长度为2 * Len的子文件,结果存放在Dst中
		TwoWayMerge(Dst, Src, i, i + Len - 1, i + 2 * Len - 1);
	}
	if (i < n - Len)
	{
		// 尾部至多还有两个子文件
		TwoWayMerge(Dst, Src, i, i + Len - 1, n - 1);
	}
	else
	{
		// 尾部至多还有一个子文件,直接复制到Dst中
		memcpy(&Dst[i], &Src[i], (n - i) * sizeof(T));
	}
}
 
// 两两归并函数,将Src中从s到e1的子文件和从e1 + 1到e2的子文件进行归并
// 结果存放到Dst中从s开始的位置
template<class T>
void TwoWayMerge(T Dst[], T Src[], int s, int e1, int e2)
{
	int s1, s2;
	for (s1 = s, s2 = e1 + 1; s1 <= e1 && s2 <= e2;)
	{
		if (Src[s1] <= Src[s2])
		{
			// 第一个子文件的最前面的记录其排序码小,将其归并到Dst中
			Dst[s++] = Src[s1++];
		}
		else
		{
			// 第二个子文件的最前面的记录其排序码小,将其归并到Dst中
			Dst[s++] = Src[s2++];
		}
	}
	if (s1 <= e1)
	{
		// 第一个子文件未归并完,将其直接复制到Dst中
		memcpy(&Dst[s], &Src[s1], (e1 - s1 + 1) * sizeof(T));
	}
	else
	{
		// 第二个子文件未归并完,将其直接复制到Dst中
		memcpy(&Dst[s], &Src[s1], (e2 - s2 + 1) * sizeof(T));	
	}
}
 
int main()
{
    int a[10];
    int len;
    cin >> len;
    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        cin >> a[i];
    }
    MergeSort(a, len);
    
    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        cout << a[i] << " ";
    }
    cout << endl;
    
    return 0;
}
 
/*
测试
8
28 13 72 85 39 41 6 20
*/
 

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