#排序算法#【5】合并排序

　　ok，尘埃落定。期待工作的气息，越来越浓烈...继续更新博客，排序算法的最后一个——合并排序

　　合并排序（Merge Sort）是将两个或多个有序表合并成一个有序表。也称为二路合并。

　　合并排序的基本思想是：对于两个有续表合并初始时，把含有n个节点的待排序序列看做由n个长度为1的有序子表所组成麻将他们一次两两合并，得到长度为2的若干有序字表，再对这些字表进行两两合并，一直重复道长度为n，排序完成。

　　数据示例如下：

　　

 

　　贴上代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define ARRAYLEN 11
//生成随机数
int CreateData(int a[],int n,int min,int max){
    int i,j,flag;

    srand(time(NULL));

    if((max-min+1) < n) return -1;

    for(i = 0 ; i < n ; i++){
        do{
            a[i] = rand()%(max-min+1)+min;
            flag = 0;
            for(j = 0 ; j < i ; j++){
                if(a[i] == a[j]){
                    flag = 1;
                    break;
                }
            }
        }while(flag);
    }
}

//对两个数组进行合并
void MergeStep(int a[],int r[], int s,int m,int e){
    int i,j,k;
    k = s;    //s之前的序号都是已排过序的，从s进行下一次合并
    i = s;    //第一个数组的开始序号
    j = m+1;  //第二个数组的开始序号
    while(i<= m && j <= e){
        if(a[i] <= a[j])
            r[k++] = a[i++];
        else
            r[k++] = a[j++];
    }

    while(i <= m)
        r[k++] = a[i++];
    while(j <= e)
        r[k++] = a[j++];
    
}

//控制需要合并的两个数组的序号
void MergePass(int a[],int r[],int n,int len){
    int s,e,i;    //合并两个数组，第一个的起始序号,和结束序号，第二个数组对应的序号只需要+歩长值len即可
    s = 0;
    
    while(s+len < n){
        //保证至少有两个序列进行排序
        e = s+2*len -1;
        if(e >= n){    //第二个数组的结束序号
            e = n-1;
        }

        MergeStep(a,r,s,s+len-1,e);

        s = e+1;
    }

    //当不足两个序列时退出排序，这时将可能剩余的一个序列，直接放到r中
    if(s<n)
        for(;s<n;s++)
            r[s] = a[s];

}


//每次成倍增加歩长值进行合并
void MergeSort(int a[],int n){
    int *p;    //分配一个和a一样大小的辅助数组空间
    int len = 1;    //歩长值
    int flag = 1;
    int i;

    if(!(p= (int *)malloc(sizeof(int)*n))){
        printf("内存分配失败!\n");
        exit(0);
    }

    while(len < n){
        //再歩长值小于总长度的情况下，二路合并相邻的数组
        if(flag)    //交替两个数组，进行合并
            MergePass(a,p,n,len);
        else
            MergePass(p,a,n,len);

        len *= 2;    //歩长值每次增加一倍
        flag = 1-flag;
    }

    //当flag=1时，最终排序结果在p中，flag=0时，最终排序结果在a中
    //因此，当最后flag为1时，将最终结果在放到a中
    if(flag)
        for(flag = 0 ; flag < n ; flag++)
            a[flag] = p[flag];
    free(p);
}


int main(){
    int i,a[ARRAYLEN];
    /*for(i=0;i<ARRAYLEN;i++){
        a[i] = 0;
    }*/

    if(!CreateData(a,ARRAYLEN,1,100)){
        printf("生成数据失败!\n");
        return -1;
    }

    printf("原始数据:\n");
    for(i = 0 ; i < ARRAYLEN ; i++){
        printf("%d ",a[i]);
    }
    
    MergeSort(a,ARRAYLEN);

    printf("\n排序后:\n");
    for(i = 0 ; i < ARRAYLEN ; i++){
        printf("%d ",a[i]);
    }
    printf("\n");
}