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前面一篇博客提到的快速排序是排序算法中的一種經典算法。和快速排序一樣，合並排序是另外一種經常使用的排序算法。那麼合並排序算法有什麼不同呢？關鍵之處就體現在這個合並上面。
合並算法的基本步驟如下所示：
1）把0~length-1的數組分成左數組和右數組
2）對左數組和右數組進行迭代排序
3）將左數組和右數組進行合並，那麼生成的整個數組就是有序的數據數組
下面就開始實踐操作：
a）創建函數，判斷參數的合法性
void merge_sort(int array[], int length)
{
if(NULL == array || 0 == length)
return ;
_merge_sort(array, 0, length-1);
}
void merge_sort(int array[], int length)
{
if(NULL == array || 0 == length)
return ;
_merge_sort(array, 0, length-1);
}
b）進行merge函數迭代操作
void _merge_sort(int array[], int start, int end)
{
if(start >= end)
return;
int middle = start + ((end - start) >> 1);
_merge_sort(array, start, middle);
_merge_sort(array, middle + 1, end);
_merge_data_in_array(array, start, middle, end);
}
void _merge_sort(int array[], int start, int end)
{
if(start >= end)
return;
int middle = start + ((end - start) >> 1);
_merge_sort(array, start, middle);
_merge_sort(array, middle + 1, end);
_merge_data_in_array(array, start, middle, end);
}
c）對合並後的隊列進行合並操作
void _merge_data_in_array(int array[], int start, int middle, int end)
{
int length = end - start + 1;
int* pData = NULL;
int left = start;
int right = middle + 1;
int all = 0;
/* allocate new memory to the space */
pData = (int*) malloc(sizeof(int) * length);
assert(NULL != pData);
memset(pData, 0, length);
/* begin to move data */
while(right <= end){
while(array[left] <= array[right] && left <= middle){
pData[all] = array[left]; left ++; all ++;
}
if(left > middle) {
break;
}
while(array[left] > array[right] && right <= end){
pData[all] = array[right]; right ++; all ++;
}
}
/* move the left data */
if(left <= middle)
memmove(&pData[all], &array[left], sizeof(int) * (middle -left +1));
if(right <= end)
memmove(&pData[all], &array[right], sizeof(int) * (end - right + 1));
memmove(&array[start], pData, sizeof(int) * length);
free(pData);
}
void _merge_data_in_array(int array[], int start, int middle, int end)
{
int length = end - start + 1;
int* pData = NULL;
int left = start;
int right = middle + 1;
int all = 0;
/* allocate new memory to the space */
pData = (int*) malloc(sizeof(int) * length);
assert(NULL != pData);
memset(pData, 0, length);
/* begin to move data */
while(right <= end){
while(array[left] <= array[right] && left <= middle){
pData[all] = array[left]; left ++; all ++;
}
if(left > middle) {
break;
}
while(array[left] > array[right] && right <= end){
pData[all] = array[right]; right ++; all ++;
}
}
/* move the left data */
if(left <= middle)
memmove(&pData[all], &array[left], sizeof(int) * (middle -left +1));
if(right <= end)
memmove(&pData[all], &array[right], sizeof(int) * (end - right + 1));
memmove(&array[start], pData, sizeof(int) * length);
free(pData);
} 注： 文中使用的pData動態內存不是一種最優的處理辦法，實際開發中可以由其他形式的數據類型代替。
d）編寫測試用例
static void test1()
{
int array[] = {1};
merge_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));
}
static void test2()
{
int array[] = {2, 1};
merge_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));
assert(1 == array[0]);
assert(2 == array[1]);
}
static void test3()
{
int array[] = {3, 2, 1};
merge_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));
assert(1 == array[0]);
assert(2 == array[1]);
assert(3 == array[2]);
}
static void test4()
{
int array[] = {4, 3, 5, 1};
merge_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));
assert(1 == array[0]);
assert(3 == array[1]);
assert(4 == array[2]);
assert(5 == array[3]);
}
static void test1()
{
int array[] = {1};
merge_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));
}
static void test2()
{
int array[] = {2, 1};
merge_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));
assert(1 == array[0]);
assert(2 == array[1]);
}
static void test3()
{
int array[] = {3, 2, 1};
merge_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));
assert(1 == array[0]);
assert(2 == array[1]);
assert(3 == array[2]);
}
static void test4()
{
int array[] = {4, 3, 5, 1};
merge_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));
assert(1 == array[0]);
assert(3 == array[1]);
assert(4 == array[2]);
assert(5 == array[3]);
}
分析快速排序和合並排序的相同點和不同點：
相同點： 都是迭代操作
不同點： 快速排序，先分類再迭代；合並排序，先迭代再合並
