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歸併排序的示例代碼
歸併排序原理
歸併排序具體工作原理如下(假設序列共有n個元素):
將序列每相鄰兩個數字進行歸併操作(merge),形成floor(n/2)個序列,排序後每個序列包含兩個元素
將上述序列再次歸併,形成floor(n/4)個序列,每個序列包含四個元素
重複步驟2,直到所有元素排序完畢
示例代碼
Go語言 func mergeSort(r []int) []int { length := len(r) if length = 1 { return r } num := length / 2 left := mergeSort(r[:num]) right := mergeSort(r[num:]) return merge(left, right)}func merge(left, right []int) (result []int) { l, r := 0, 0 for l len(left) r len(right) { if left[l] right[r] { result = append(result, left[l]) l++ } else { result = append(result, right[r]) r++ } } result = append(result, left[l:]…) result = append(result, right[r:]…) return}Java語言 package algorithm;public class MergeSort { // private static long sum = 0; /** * pre * 二路歸併 * 原理:將兩個有序表合併和一個有序表 * /pre * * @param a * @param s * 第一個有序表的起始下標 * @param m * 第二個有序表的起始下標 * @param t * 第二個有序表的結束小標 * */ private static void merge(int[] a, int s, int m, int t) { int[] tmp = new int[t - s + 1]; int i = s, j = m, k = 0; while (i m j = t) { if (a[i] = a[j]) { tmp[k] = a[i]; k++; i++; } else { tmp[k] = a[j]; j++; k++; } } while (i m) { tmp[k] = a[i]; i++; k++; } while (j = t) { tmp[k] = a[j]; j++; k++; } System.arraycopy(tmp, 0, a, s, tmp.length); } /** * * @param a * @param s * @param len * 每次歸併的有序集合的長度 */ public static void mergeSort(int[] a, int s, int len) { int size = a.length; int mid = size / (len 1); int c = size ((len 1) - 1); // ——-歸併到只剩一個有序集合的時候結束算法——-// if (mid == 0) return; // ——進行一趟歸併排序——-// for (int i = 0; i mid; ++i) { s = i * 2 * len; merge(a, s, s + len, (len 1) + s - 1); } // ——-將剩下的數和倒數一個有序集合歸併——-// if (c != 0) merge(a, size - c - 2 * len, size - c, size - 1); // ——-遞歸執行下一趟歸併排序——// mergeSort(a, 0, 2 * len); } public static void main(String[] args) { int[] a = new int[] { 4, 3, 6, 1, 2, 5 }; mergeSort(a, 0, 1); for (int i = 0; i a.length; ++i) { System.out.print(a[i] +); } }}Python語言 def MergeSort(lists): if len(lists) = 1: return lists num = int( len(lists)/2 ) left = MergeSort(lists[:num]) right = MergeSort(lists[num:]) return Merge(left, right)def Merge(left,right): r, l=0, 0 result=[] while llen(left) and rlen(right): if left[l] right[r]: result.append(left[l]) l += 1 else: result.append(right[r]) r += 1 result += right[r:] result+= left[l:] return resultprint MergeSort([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 90, 21, 23, 45])C語言 #include stdlib.h#include stdio.hvoid Merge(int sourceArr[],int tempArr[], int startIndex, int midIndex, int endIndex){ int i = startIndex, j=midIndex+1, k = startIndex; while(i!=midIndex+1 j!=endIndex+1) { if(sourceArr[i] = sourceArr[j]) tempArr[k++] = sourceArr[j++]; else tempArr[k++] = sourceArr[i++]; } while(i != midIndex+1) tempArr[k++] = sourceArr[i++]; while(j != endIndex+1) tempArr[k++] = sourceArr[j++]; for(i=startIndex; i=endIndex; i++) sourceArr[i] = tempArr[i];}//內部使用遞歸void MergeSort(int sourceArr[], int tempArr[], int startIndex, int endIndex){ int midIndex; if(startIndex endIndex) { midIndex = (startIndex + endIndex) / 2; MergeSort(sourceArr, tempArr, startIndex, midIndex); MergeSort(sourceArr, tempArr, midIndex+1, endIndex); Merge(sourceArr, tempArr, startIndex, midIndex, endIndex); }}int main(int argc, char * argv[]){ int a[8] = {50, 10, 20, 30, 70, 40, 80, 60}; int i, b[8]; MergeSort(a, b, 0, 7); for(i=0; i8; i++) printf(%d , a[i]); printf(\n); return 0;}PHP語言 //merge函數將指定的兩個有序數組(arr1arr2,)合併並且排序//我們可以找到第三個數組,然後依次從兩個數組的開始取數據哪個數據小就先取哪個的,然後刪除掉剛剛取過///的數據functional_merge($arrA,$arrB){ $arrC = array(); while(count($arrA) count($arrB)){ //這裡不斷的判斷哪個值小,就將小的值給到arrC,但是到最後肯定要剩下幾個值, //不是剩下arrA裡面的就是剩下arrB裡面的而且這幾個有序的值,肯定比arrC裡面所有的值都大所以使用 $arrC[] = $arrA[‘0’] $arrB[‘0’] ? array_shift($arrA) : array_shift($arrB); } returnarray_merge($arrC, $arrA, $arrB);}//歸併排序主程序functional_merge_sort($arr){ $len=count($arr); if($len = 1) return $arr;//遞歸結束條件,到達這步的時候,數組就只剩下一個元素了,也就是分離了數組 $mid = intval($len/2);//取數組中間 $left_arr = array_slice($arr, 0, $mid);//拆分數組0-mid這部分給左邊left_arr $right_arr = array_slice($arr, $mid);//拆分數組mid-末尾這部分給右邊right_arr $left_arr = al_merge_sort($left_arr);//左邊拆分完後開始遞歸合併往上走 $right_arr = al_merge_sort($right_arr);//右邊拆分完畢開始遞歸往上走 $arr=al_merge($left_arr, $right_arr);//合併兩個數組,繼續遞歸 return $arr;}$arr = array(12, 5, 4, 7, 8, 3, 4, 2, 6, 4, 9);print_r(al_merge_sort($arr));Pascal語言 program mergesort_1;const maxn=7;type arr=array[1..maxn] of integer;var a,b,c:arr;i:integer;procedure merge(r:arr;l,m,n:integer;varr2:arr);var i,j,k,p:integer;begin i:=l; j:=m+1; k:=l-1; while (i=m) and (j=n) do begin k:=k+1; if r[i]=r[j] then begin r2[k]:=r[i]; i:=i+1 end else begin r2[k]:=r[j]; j:=j+1; end end; if i=m then for p:=i to m do begin k:=k+1; r2[k]:=r[p]; end; if j=n then for p:=j to n do begin k:=k+1; r2[k]:=r[p]; end;end;procedure mergesort(var r,r1:arr;s,t:integer);var k:integer;c:arr;begin if s=t then r1[s]:=r[s] else begin k:=(s+t)div2; mergesort(r,c,s,k); mergesort(r,c,k+1,t); merge(c,s,k,t,r1) end;end;begin write(‘Enterdata:’); for i:=1 to maxn do read(a[i]); mergesort(a,b,1,maxn); for i:=1 to maxn do write(b[i]:9); writeln;end.//============================================program mergesort_2;const max=100000;var a,r:array[1..max] of long int;n,i:long int;procedure msort(s,t:longint);var m,i,j,k:long int;begin if s=t then exit; m:=(s+t)div2; msort(s,m); msort(m+1,t); i:=s; j:=m+1; k:=s; while (i=m) and (j=t) do begin if a[i]a[j] then begin r[k]:=a[i]; inc(i); inc(k); end else begin r[k]:=a[j]; inc(j); inc(k); end; end; while i=m do begin r[k]:=a[i]; inc(i); inc(k); end; while j=t do begin r[k]:=a[j]; inc(j); inc(k); end; for i:=s to t do a[i]:=r[i];end;begin readln(n); for i:=1 to n do read(a[i]); msort(1,n); for i:=1 to n do writeln(a[i]);end.Basic語言 Sub MergeSort(Array() As Integer, First As Integer, Last As Integer)Dim mid As Integer = 0If firstlast Then mid = (first+last)\ 2MergeSort(Array, first, mid);MergeSort(Array, mid+1, last);Merge(Array, first, mid, last);End IfEnd Sub/*以下示例代碼實現了歸併操作。array[]是元素序列,其中從索引p開始到q位置,按照升序排列,同時,從(q+1)到r也已經按照升序排列,merge()函數將把這兩個已經排序好的子序列合併成一個排序序列。結果放到array中。*//*** 0 = p = q r, subarray array[p..q] and array[q+1..r] are already sorted.* the merge() function merges the two sub-arrays into one sorted array.*/void Merge(int array[], int p, int q, int r){ int i,k; int begin1,end1,begin2,end2; int* temp = (int*)malloc((r-p+1)*sizeof(int)); begin1 = p; end1 = q; begin2 = q+1; end2 = r; k = 0; while((begin1 = end1)( begin2 = end2)) { if(array[begin1] = array[begin2]){ temp[k] = array[begin1]; begin1++; } else { temp[k] = array[begin2]; begin2++; } k++; } while(begin1=end1 || begin2=end2) { if(begin1=end1) { temp[k++] = array[begin1++]; } if(begin2=end2) { temp[k++] = array[begin2++]; } } for (i = 0; i =(r – p); i++) array[p+i] = temp[i]; free(temp);}JavaScript語言
使用遞歸的代碼如下。優點是描述算法過程思路清晰,缺點是使用遞歸,mergeSort()函數頻繁地自我調用。長度為n的數組最終會調用mergeSort()函數 2n-1次,這意味着一個長度超過1500的數組會在Firefox上發生棧溢出錯誤。可以考慮使用迭代來實現同樣的功能。 function merge(left, right){ var result=[]; while(left.length0 right.length0){ if(left[0]right[0]){ /*shift()方法用於把數組的第一個元素從其中刪除,並返回第一個元素的值。*/ result.push(left.shift()); }else{ result.push(right.shift()); } } return result.concat(left).concat(right);}function mergeSort(items){ if(items.length == 1){ return items;}var middle = Math.floor(items.length/2), left = items.slice(0, middle), right = items.slice(middle); return merge(mergeSort(left), mergeSort(right));}非遞歸算法(C++) #includeiostream#includectime#includecstring#includecstdlibusing namespace std;/**將a開頭的長為length的數組和b開頭長為right的數組合併n為數組長度,用於最後一組*/void Merge(int* data,int a,int b,int length,int n){ int right; if(b+length-1 = n-1) right = n-b; else right = length; int* temp = new int[length+right]; int i=0, j=0; while(i=length-1 j=right-1){ if(data[a+i] = data[b+j]){ temp[i+j] = data[a+i];i++; } else{ temp[i+j] = data[b+j]; j++; } } if(j == right){//a中還有元素,且全都比b中的大,a[i]還未使用 memcpy(temp + i + j, data + a + i, (length – i) * sizeof(int)); } else if(i == length){ memcpy(temp + i + j, data + b + j, (right – j)*sizeof(int)); } memcpy(data+a, temp, (right + length) * sizeof(int)); delete [] temp;}void MergeSort(int* data, int n){ int step = 1; while(step n){ for(int i=0; i=n-step-1; i+=2*step) Merge(data, i, i+step, step, n); //將i和i+step這兩個有序序列進行合併 //序列長度為step //當i以後的長度小於或者等於step時,退出 step*=2;//在按某一步長歸併序列之後,步長加倍 }}int main(){ int n; cinn; int* data = new int[n]; if(!data) exit(1); int k = n; while(k–){ cindata[n-k-1]; } clock_t s = clock(); MergeSort(data, n); clock_t e = clock(); k=n; while(k–){ coutdata[n-k-1]’ ‘; } coutendl; coutthe algorithm usede-smiliseconds.endl; delete data; return 0;}二路歸併
ConstFI=’in.txt’;FO=’out.txt’;MaxN=10000;TypeTIndex=Longint;TDat=Array[0..MaxN]OfTIndex;VarN:TIndex;Dat:TDat;Tmp:TDat;ProcedureMerge(L,Mid,R:TIndex);VarP1,P2:TIndex;E1,E2:TIndex;P:TIndex;I:TIndex;BeginP1:=L;P2:=Mid+1;P:=L;RepeatIf(Dat[P1]=Dat[P2])ThenBeginTmp[P]:=Dat[P1];Inc(P1);Inc(P);EndElseBeginTmp[P]:=Dat[P2];Inc(P2);Inc(P);End;Until(P1=Mid+1)Or(P2=R+1);If(P1=Mid+1)ThenBeginE1:=P2;E2:=R;EndElseBeginE1:=P1;E2:=Mid;End;ForI:=E1ToE2DoBeginTmp[P]:=Dat[I];Inc(P);End;End;ProcedureSort(L,R:TIndex);VarMid:TIndex=0;BeginMid:=(L+R)Shr1;If(LMid)ThenSort(L,Mid);If(Mid+1R)ThenSort(Mid+1,R);Merge(L,Mid,R);ForMid:=LToRDoDat[Mid]:=Tmp[Mid];End;ProcedureInit;VarI:TIndex;BeginFillChar(Dat,SizeOf(Dat),0);Readln(N);ForI:=1ToNDoRead(Dat[I]);End;ProcedureMain;BeginSort(1,N);End;ProcedureFinal;VarI:TIndex;BeginForI:=1ToNDoWrite(Dat[I],”);Writeln;End;BeginAssign(Input,FI);Assign(Output,FO);Reset(Input);Rewrite(Output);Init;Main;Final;Close(Input);Close(Output);End.
Delphi歸併排序完整源代碼例子: //合併子函數procedureTForm1.MergePass(vardatas:arrayofInteger;left,mid,right:Integer);vartmpArr:arrayofInteger;arrLen:Integer;i,k:Integer;begin1,begin2,end1,end2:Integer;beginarrLen:=right-left+1;SetLength(tmpArr,arrLen);begin1:=left;end1:=mid;begin2:=mid+1;end2:=right;k:=0;while((begin1=end1)and(begin2=end2))dobeginif(datas[begin1]datas[begin2])thenbegintmpArr[k]:=datas[begin1];Inc(begin1);endelsebegintmpArr[k]:=datas[begin2];Inc(begin2);end;inc(k);end;while(begin1=end1)dobegintmpArr[k]:=datas[begin1];Inc(begin1);Inc(k);end;while(begin2=end2)dobegintmpArr[k]:=datas[begin2];Inc(begin2);Inc(k);end;fori:=0to(right-left)dobegindatas[left+i]:=tmpArr[i];end;end;//排序主函數,left是數組左下標,0開始。right是數組右下標。procedureTForm1.MergeSort(vardatas:arrayofInteger;left,right:Integer);varmid:Integer;i:Integer;beginmid:=0;if(leftright)thenbeginmid:=(right+left)div2;showLog(‘中間索引:’+inttostr(mid));MergeSort(datas,left,mid);MergeSort(datas,mid+1,right);MergePass(datas,left,mid,right);showLog(‘—‘+getArrayString(datas));//顯示數組中間狀態end;end;//調用方法:procedureTForm1.btn1Click(Sender:TObject);varinArr:array[0..9]ofInteger;beginCopyMemory(@inArr[0],@CTabls[0],SizeOf(Integer)*10);showLog(‘輸入數據:’+getArrayString(inArr));MergeSort(inArr,0,High(inArr));showLog(‘輸出數據:’+getArrayString(inArr));end;
常見算法4、合併(歸併)排序 Merge sort
歸併排序,是創建在歸併操作上的一種有效的排序算法。算法是採用分治法(Divide and Conquer)的一個非常典型的應用。
假如如我這裡有一組數據,歸併排序過程如下:
通俗點來說,就是先分割,再合併。分割的過程中其實可理解為就是以二分法將數組分割成最小單元,然後再按順序合併起來。
1、Python 3 :
2、PHP:
php 歸併排序,,對於兩次遞歸調用自身有點不理解,求大神指教,不太明白執行過程
可以考慮把變量名修改一下
$l = $start
$m = $mid
$r = $end
這樣的話兩次調用其實也就是把整個數組先拆分成兩部分,然後這兩部分各自做排序,之後再合併
遞歸處理,如果對代碼邏輯不能直接理解的話,可以考慮從實際數據着手來理解
比如假設數組中只有一個數,程序會怎樣執行,假設數組中只有兩個數,程序會怎樣執行。。。
原創文章,作者:小藍,如若轉載,請註明出處:https://www.506064.com/zh-hant/n/150416.html