【第十六周项目3 - 归并排序算法的改进】

问题及代码：

/* * Copyright (c) 2016, 烟台大学计算机与控制工程学院 * All rights reserved. * 文件名称：Cube007.cpp * 作    者：刘小楠 * 完成日期：2016年12月15日 * * 问题描述：重新实现归并排序算法。 * 输入描述：无 * 输出描述：结果 */#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：

知识点总结：

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。

学习心得：

高效算法使我们需要重点学习的。