C++实现归并排序
2023-07-13 00:39:47
深夜i
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C++
归并排序
实现
归并排序是一种基于分治思想的经典排序算法，其时间复杂度为 O(nlogn)，在面对大规模数据排序时具有较好的效率。C++语言作为一门高效的编程语言，可以实现归并排序算法并且具有良好的性能。
归并排序的思想是将一个大问题拆分为多个小问题，分别解决后再将结果合并起来。具体实现过程如下：
1. 将待排序序列拆分为两个子序列，每个子序列再进行递归拆分，直到拆分后的子序列只包含一个元素。
2. 合并两个排好序的子序列，使合并后的序列仍然有序。
C++实现归并排序的关键在于合并两个排好序的子序列，这是一个典型的归并操作。合并时需要申请额外的内存空间，将两个子序列中的元素按照大小关系合并到新的空间中，并将结果复制回原来的序列中。C++中可以使用vector或者数组实现归并操作。
下面是C++的代码实现：
void merge(vector<int>& nums, int left, int mid, int right) {
vector<int> tmp(right - left + 1); // 临时数组用来存储排序结果
int i = left, j = mid + 1, k = 0;
while (i <= mid && j <= right) { // 将两个有序子序列合并
if (nums[i] < nums[j]) {
tmp[k++] = nums[i++];
} else {
tmp[k++] = nums[j++];
}
}
while (i <= mid) { // 如果左边子序列还有元素，将其全部复制到临时数组中
tmp[k++] = nums[i++];
}
while (j <= right) { // 如果右边子序列还有元素，将其全部复制到临时数组中
tmp[k++] = nums[j++];
}
for (int i = left, k = 0; i <= right; i++, k++) { // 将排好序的临时数组复制回原序列中
nums[i] = tmp[k];
}
}
void mergeSort(vector<int>& nums, int left, int right) {
if (left >= right) return;
int mid = (left + right) / 2; // 分治，拆分子序列
mergeSort(nums, left, mid);
mergeSort(nums, mid + 1, right);
merge(nums, left, mid, right); // 归并两个有序子序列
}这个归并排序的实现采用递归方法，先将序列分成左右两个子序列，然后递归排序左右两个子序列，最后再将排好序的左右子序列合并成一个完整的有序序列。
总的来说，C++实现归并排序算法需要注意合并两个子序列的操作，需要使用额外的内存空间，在合并完成后再将结果复制回原序列中。归并排序算法在C++语言中具有较好的性能，比如在处理大规模数据时效率高，应用广泛。
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