C语言-数据结构-归并排序(merge sort)-递归 迭代-源代码及分析

1. 归并排序

归并排序（MERGE-SORT）是建立在归并操作上的一种有效的排序算法,该算法是采用分治法（Divide and Conquer）的一个非常典型的应用。将已有序的子序列合并，得到完全有序的序列；即先使每个子序列有序，再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序表，称为二路归并。

归并排序常用递归的方式实现，但是由于递归的固有缺陷，比如占用较大的运行空间，有些场合也会用迭代的方式。归并排序的时间复杂度为O(n*logn).

2. 源代码

2.1 递归

#include<stdio.h>#define MAX_SIZE 10void merging(int *l, int l_size, int *r, int r_size){    int i, j, k, temp[MAX_SIZE];    i=j=k=0;    while(i<l_size && j<l_size)    {   if(l[i]<r[j])        {            temp[k++]=l[i++];        }        else        {            temp[k++]=r[j++];        }    }    while(i<l_size)    {        temp[k++]=l[i++];    }    while(j<r_size)    {        temp[k++]=r[j++];    }    for(i=0;i<l_size+r_size;i++)    {        l[i]=temp[i];    }}void mergesort(int a[], int n){    int *l=a;    int *r=a+n/2;    int l_size=n/2;    int r_size=n-l_size;    if(n>1)    {        mergesort(l, l_size);        mergesort(r, r_size);        merging(l,l_size,r,r_size);    }}int main(void){    int i;    int a[10]={-1,5,2,6,0,3,9,1,7,4};    printf("排序前：");    for(i=1;i<10;i++)    {        printf("%d",a[i]);    }    mergesort(a, 9);    //printf("\n\n共交换数据%d次\n\n", c);    printf("排序后：");    for(i=1;i<10;i++)    {        printf("%d",a[i]);    }    printf("\n\n\n");    return 0;}

2.2 迭代

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define MAXSIZE 10void MergeSort(int k[], int n){int i, next, left_min, left_max, right_min, right_max;int *temp = (int *)malloc(n * sizeof(int));for( i=1; i < n; i*=2 ) //i 为步长， 1， 2， 4， 8...{for( left_min=0; left_min < n-i; left_min = right_max )//从0开始，根据步长，向右分组排序{right_min = left_max = left_min + i;right_max = left_max + i;if( right_max > n ){right_max = n;}next = 0;//将k[]数组中小的数据备份到temp[]数组中，//结束条件是left部分或者right部分有一个已经完全拷贝到temp[]中while( left_min < left_max && right_min < right_max ){if( k[left_min] < k[right_min] ){temp[next++] = k[left_min++];}else{temp[next++] = k[right_min++];}}//现在k[]数组中没有备份的都是大的数据，有两种可能性，//一种是left部分拷贝完成，另一种可能性是right部分拷贝完成,对于后一种情况，//无需考虑，因为right部分本来就排在k[]数组中靠后的位置，//也就是存放大数据的位置，这里只需要考虑第一种情况，将left部分的较大的数据，从k[left_max]，开始，//覆盖到k[right_min]的位置（k[right_min]中的数据上一部已经拷贝到temp[]数组中）while( left_min < left_max ){k[--right_min] = k[--left_max];}while( next > 0 )//，将temp[]数组中备份的数据重新拷贝回k[]数组中{k[--right_min] = temp[--next];}}}}int main(){int i, a[10] = {5, 2, 6, 0, 3, 9, 1, 7, 4, 8};MergeSort(a, 10);printf("排序后的结果是：");for( i=0; i < 10; i++ ){printf("%d", a[i]);}printf("\n\n");return 0;}