归并排序的递归与非递归实现

2024-06-10 15:52

本文主要是介绍归并排序的递归与非递归实现,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

递归实现

归并排序有点类似于二叉树的后序遍历,是一种基于分治思想的排序算法。具体过程如下:

但要注意,在归并时要额外开辟一个与原数组同等大小的空间用来存储每次归并排序后的值,然后再拷贝到原数组中。

代码实现:

#include<stdlib.h>
#include<string.h>// 归并排序递归实现
void _MergeSort(int* a, int* tmp, int left, int right)
{//当区间只有一个值或没有值时,返回if (left >= right){return;}int mid = (left + right) / 2;//递归左右区间_MergeSort(a, tmp, left, mid);_MergeSort(a, tmp, mid + 1, right);//归并int begin1 = left, end1 = mid;int begin2 = mid + 1, end2 = right;int i = left;while (begin1 <= end1 && begin2 <= end2){if (a[begin1] < a[begin2]){tmp[i++] = a[begin1++];}else{tmp[i++] = a[begin2++];}}while (begin1 <= end1){tmp[i++] = a[begin1++];}while (begin2 <= end2){tmp[i++] = a[begin2++];}//将数据拷贝到原数组中memcpy(a + left, tmp + left, (right - left + 1) * sizeof(int));
}void MergeSort(int* a, int n)
{//开辟与a同等大小的空间int* tmp = (int*)malloc(sizeof(int) * n);//实现归并的函数_MergeSort(a, tmp, 0, n - 1);free(tmp);tmp = NULL;
}

非递归实现

在实现快排时,我们用栈来实现非递归,但归并排序时,我们用栈来实现似乎有些麻烦。快排在递归到底时,就已经数组排为有序,但层序遍历不行,层序遍历在递归至最底层时才开始排序,如果要用栈来实现,就需要用两个栈来存储,且过程很麻烦。

因此,在这里我们采用循环的方式来实现层序遍历的非递归。先来看具体过程:

根据上图我们可以得到代码:(但这个代码只能实现2的次方倍的数组个数的排序,其它的会出现数组越界的问题)

// 归并排序非递归实现
void MergeSortNonR(int* a, int n)
{//开辟与a同等大小的空间int* tmp = (int*)malloc(sizeof(int) * n);//归并int gap = 1;//gap为归并的每组数据的个数while (gap < n){//i控制每次归并的起始位置的下标for (int i = 0; i < n; i += 2 * gap){int begin1 = i, end1 = i + gap - 1;int begin2 = i + gap, end2 = i + 2 * gap - 1;int j = i;while (begin1 <= end1 && begin2 <= end2){if (a[begin1] < a[begin2]){tmp[j++] = a[begin1++];}else{tmp[j++] = a[begin2++];}}while (begin1 <= end1){tmp[j++] = a[begin1++];}while (begin2 <= end2){tmp[j++] = a[begin2++];}//将数据拷贝到原数组中memcpy(a + i, tmp + i, (end2 - i + 1) * sizeof(int));}gap = 2 * gap;}free(tmp);tmp = NULL;
}

要想实现数组归并排序的非递归,我们还要再继续解决数组越界的问题。

先来看越界情况的分析:

代码实现:

// 归并排序非递归实现
void MergeSortNonR(int* a, int n)
{//开辟与a同等大小的空间int* tmp = (int*)malloc(sizeof(int) * n);//归并int gap = 1;//gap为归并的每组数据的个数while (gap < n){//i控制每次归并的起始位置的下标for (int i = 0; i < n; i += 2 * gap){int begin1 = i, end1 = i + gap - 1;int begin2 = i + gap, end2 = i + 2 * gap - 1;int j = i;//结束循环if (begin2 >= n){break;}//修正end2if (end2 >= n){end2 = n - 1;}while (begin1 <= end1 && begin2 <= end2){if (a[begin1] < a[begin2]){tmp[j++] = a[begin1++];}else{tmp[j++] = a[begin2++];}}while (begin1 <= end1){tmp[j++] = a[begin1++];}while (begin2 <= end2){tmp[j++] = a[begin2++];}//将数据拷贝到原数组中memcpy(a + i, tmp + i, (end2 - i + 1) * sizeof(int));}gap = 2 * gap;}free(tmp);tmp = NULL;
}

完整代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>void Print(int* arr, int n)
{for (int i = 0; i < n; i++){printf("%d ", arr[i]);}printf("\n");
}// 归并排序递归实现
void _MergeSort(int* a, int* tmp, int left, int right)
{//当区间只有一个值或没有值时,返回if (left >= right){return;}int mid = (left + right) / 2;//递归左右区间_MergeSort(a, tmp, left, mid);_MergeSort(a, tmp, mid + 1, right);//归并int begin1 = left, end1 = mid;int begin2 = mid + 1, end2 = right;int i = left;while (begin1 <= end1 && begin2 <= end2){if (a[begin1] < a[begin2]){tmp[i++] = a[begin1++];}else{tmp[i++] = a[begin2++];}}while (begin1 <= end1){tmp[i++] = a[begin1++];}while (begin2 <= end2){tmp[i++] = a[begin2++];}//将数据拷贝到原数组中memcpy(a + left, tmp + left, (right - left + 1) * sizeof(int));
}void MergeSort(int* a, int n)
{//开辟与a同等大小的空间int* tmp = (int*)malloc(sizeof(int) * n);//实现归并的函数_MergeSort(a, tmp, 0, n - 1);free(tmp);tmp = NULL;
}// 归并排序非递归实现
void MergeSortNonR(int* a, int n)
{//开辟与a同等大小的空间int* tmp = (int*)malloc(sizeof(int) * n);//归并int gap = 1;//gap为归并的每组数据的个数while (gap < n){//i控制每次归并的起始位置的下标for (int i = 0; i < n; i += 2 * gap){int begin1 = i, end1 = i + gap - 1;int begin2 = i + gap, end2 = i + 2 * gap - 1;int j = i;//结束循环if (begin2 >= n){break;}//修正end2if (end2 >= n){end2 = n - 1;}while (begin1 <= end1 && begin2 <= end2){if (a[begin1] < a[begin2]){tmp[j++] = a[begin1++];}else{tmp[j++] = a[begin2++];}}while (begin1 <= end1){tmp[j++] = a[begin1++];}while (begin2 <= end2){tmp[j++] = a[begin2++];}//将数据拷贝到原数组中memcpy(a + i, tmp + i, (end2 - i + 1) * sizeof(int));}gap = 2 * gap;}free(tmp);tmp = NULL;
}int main()
{int arr[] = { 6,5,7,9,2,0,3,1,8,4,10 };int len = sizeof(arr) / sizeof(int);MergeSortNonR(arr, len);Print(arr, len);return 0;
}

这篇关于归并排序的递归与非递归实现的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1048603

相关文章

golang版本升级如何实现

《golang版本升级如何实现》:本文主要介绍golang版本升级如何实现问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录golanwww.chinasem.cng版本升级linux上golang版本升级删除golang旧版本安装golang最新版本总结gola

SpringBoot中SM2公钥加密、私钥解密的实现示例详解

《SpringBoot中SM2公钥加密、私钥解密的实现示例详解》本文介绍了如何在SpringBoot项目中实现SM2公钥加密和私钥解密的功能,通过使用Hutool库和BouncyCastle依赖,简化... 目录一、前言1、加密信息(示例)2、加密结果(示例)二、实现代码1、yml文件配置2、创建SM2工具

Mysql实现范围分区表(新增、删除、重组、查看)

《Mysql实现范围分区表(新增、删除、重组、查看)》MySQL分区表的四种类型(范围、哈希、列表、键值),主要介绍了范围分区的创建、查询、添加、删除及重组织操作,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解... 目录一、mysql分区表分类二、范围分区(Range Partitioning1、新建分区表:2、分

MySQL 定时新增分区的实现示例

《MySQL定时新增分区的实现示例》本文主要介绍了通过存储过程和定时任务实现MySQL分区的自动创建,解决大数据量下手动维护的繁琐问题,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下... mysql创建好分区之后,有时候会需要自动创建分区。比如,一些表数据量非常大,有些数据是热点数据,按照日期分区MululbU

MySQL中查找重复值的实现

《MySQL中查找重复值的实现》查找重复值是一项常见需求,比如在数据清理、数据分析、数据质量检查等场景下,我们常常需要找出表中某列或多列的重复值,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下... 目录技术背景实现步骤方法一:使用GROUP BY和HAVING子句方法二:仅返回重复值方法三:返回完整记录方法四:

IDEA中新建/切换Git分支的实现步骤

《IDEA中新建/切换Git分支的实现步骤》本文主要介绍了IDEA中新建/切换Git分支的实现步骤,通过菜单创建新分支并选择是否切换,创建后在Git详情或右键Checkout中切换分支,感兴趣的可以了... 前提:项目已被Git托管1、点击上方栏Git->NewBrancjsh...2、输入新的分支的

Python实现对阿里云OSS对象存储的操作详解

《Python实现对阿里云OSS对象存储的操作详解》这篇文章主要为大家详细介绍了Python实现对阿里云OSS对象存储的操作相关知识,包括连接,上传,下载,列举等功能,感兴趣的小伙伴可以了解下... 目录一、直接使用代码二、详细使用1. 环境准备2. 初始化配置3. bucket配置创建4. 文件上传到os

关于集合与数组转换实现方法

《关于集合与数组转换实现方法》:本文主要介绍关于集合与数组转换实现方法,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录1、Arrays.asList()1.1、方法作用1.2、内部实现1.3、修改元素的影响1.4、注意事项2、list.toArray()2.1、方

使用Python实现可恢复式多线程下载器

《使用Python实现可恢复式多线程下载器》在数字时代,大文件下载已成为日常操作,本文将手把手教你用Python打造专业级下载器,实现断点续传,多线程加速,速度限制等功能,感兴趣的小伙伴可以了解下... 目录一、智能续传:从崩溃边缘抢救进度二、多线程加速:榨干网络带宽三、速度控制:做网络的好邻居四、终端交互

java实现docker镜像上传到harbor仓库的方式

《java实现docker镜像上传到harbor仓库的方式》:本文主要介绍java实现docker镜像上传到harbor仓库的方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地... 目录1. 前 言2. 编写工具类2.1 引入依赖包2.2 使用当前服务器的docker环境推送镜像2.2