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C++实现两个有序数组合并成一个有序数组
2023-07-09 14:40:53 深夜i     --     --
C++ 有序数组 合并

C++作为一门高级编程语言,可以实现很多复杂的功能,包括将两个有序数组合并成一个有序数组。在本文中,我们将介绍如何使用C++程序实现这一功能。

首先,我们需要明确两个有序数组需要满足的条件。这两个数组必须是有序的,即数组中的元素从小到大排列。否则,在合并两个数组时会导致结果混乱。因此,在实现时我们需要先将两个数组排序。

C++中提供了很多排序算法,例如冒泡排序、插入排序、快速排序和归并排序等。在这里,我们可以选择归并排序作为我们的排序算法。下面是一个归并排序的实现代码。


void merge(int arr[], int l, int m, int r) {

  int i, j, k;

  int n1 = m - l + 1;

  int n2 = r - m;

  int L[n1], R[n2];

  for (i = 0; i < n1; i++)

    L[i] = arr[l + i];

  for (j = 0; j < n2; j++)

    R[j] = arr[m + 1 + j];

  i = 0;

  j = 0;

  k = l;

  while (i < n1 && j < n2) {

    if (L[i] <= R[j]) {

      arr[k] = L[i];

      i++;

    }

    else {

      arr[k] = R[j];

      j++;

    }

    k++;

  }

  while (i < n1) {

    arr[k] = L[i];

    i++;

    k++;

  }

  while (j < n2) {

    arr[k] = R[j];

    j++;

    k++;

  }

}

void mergeSort(int arr[], int l, int r) {

  if (l < r) {

    int m = l + (r - l) / 2;

    mergeSort(arr, l, m);

    mergeSort(arr, m + 1, r);

    merge(arr, l, m, r);

  }

}

接下来,我们需要实现将两个有序数组合并的功能。假设我们有两个有序数组arr1和arr2,它们的长度分别为n1和n2。我们可以定义一个新的数组arr3,来存储合并后的结果。由于arr1和arr2都是有序的,我们可以依次比较它们的元素,并将较小的元素放入arr3中,直到两个数组中的元素都被遍历过。下面是合并两个数组的实现代码。


void mergeArrays(int arr1[], int arr2[], int n1, int n2, int arr3[])

{

  int i = 0, j = 0, k = 0;

  // Traverse both arrays

  while (i < n1 && j < n2) {

    // Check if current element of first

    // array is smaller than current element

    // of second array. If yes, store first

    // array element and increment first array

    // index. Otherwise do same with second array

    if (arr1[i] < arr2[j])

      arr3[k++] = arr1[i++];

    else

      arr3[k++] = arr2[j++];

  }

  // Store remaining elements of first array

  while (i < n1)

    arr3[k++] = arr1[i++];

  // Store remaining elements of second array

  while (j < n2)

    arr3[k++] = arr2[j++];

}

现在我们已经定义了归并排序和合并两个有序数组的功能。接下来,我们可以将这两个功能结合起来,实现将两个有序数组合并成一个有序数组的功能。


void mergeSortedArrays(int arr1[], int arr2[], int n1,

            int n2, int arr3[])

{

  // Sort both arrays

  mergeSort(arr1, 0, n1 - 1);

  mergeSort(arr2, 0, n2 - 1);

  // Merge sorted arrays

  mergeArrays(arr1, arr2, n1, n2, arr3);

}

最后,我们可以在主程序中调用mergeSortedArrays函数,将两个有序数组合并成一个有序数组。下面是一个完整的程序示例。


#include <iostream>

using namespace std;

void merge(int arr[], int l, int m, int r) {

  int i, j, k;

  int n1 = m - l + 1;

  int n2 = r - m;

  int L[n1], R[n2];

  for (i = 0; i < n1; i++)

    L[i] = arr[l + i];

  for (j = 0; j < n2; j++)

    R[j] = arr[m + 1 + j];

  i = 0;

  j = 0;

  k = l;

  while (i < n1 && j < n2) {

    if (L[i] <= R[j]) {

      arr[k] = L[i];

      i++;

    }

    else {

      arr[k] = R[j];

      j++;

    }

    k++;

  }

  while (i < n1) {

    arr[k] = L[i];

    i++;

    k++;

  }

  while (j < n2) {

    arr[k] = R[j];

    j++;

    k++;

  }

}

void mergeSort(int arr[], int l, int r) {

  if (l < r) {

    int m = l + (r - l) / 2;

    mergeSort(arr, l, m);

    mergeSort(arr, m + 1, r);

    merge(arr, l, m, r);

  }

}

void mergeArrays(int arr1[], int arr2[], int n1, int n2, int arr3[])

{

  int i = 0, j = 0, k = 0;

  while (i < n1 && j < n2) {

    if (arr1[i] < arr2[j])

      arr3[k++] = arr1[i++];

    else

      arr3[k++] = arr2[j++];

  }

  while (i < n1)

    arr3[k++] = arr1[i++];

  while (j < n2)

    arr3[k++] = arr2[j++];

}

void mergeSortedArrays(int arr1[], int arr2[], int n1,

            int n2, int arr3[])

{

  mergeSort(arr1, 0, n1 - 1);

  mergeSort(arr2, 0, n2 - 1);

  mergeArrays(arr1, arr2, n1, n2, arr3);

}

int main()

{

  int arr1[] = 7;

  int arr2[] = 8 ;

  int n1 = sizeof(arr1) / sizeof(arr1[0]);

  int n2 = sizeof(arr2) / sizeof(arr2[0]);

  int arr3[n1 + n2];

  mergeSortedArrays(arr1, arr2, n1, n2, arr3);

  cout << "Merged array is: ";

  for (int i = 0; i < n1 + n2; i++)

    cout << arr3[i] << " ";

  return 0;

}

运行结果为:


Merged array is: 1 2 3 4 5 6 7 8 9

到这里,我们已经成功地将两个有序数组合并成一个有序数组。通过学习这个例子,我们可以看到,C++这门高级编程语言的强大之处,在于它可以实现很多复杂的功能,只要我们使用好它提供的相关函数和工具库,就可以轻松实现所需的功能。

  
  

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