插入排序 (insertion_sort）與 合並排序 (merge-sort)

//插入排序

int insertion_sort(int a[], int n)
{
    int i, j;
    for (i=1; i<n; i++) {
        int key = a[i];
        // 將a[i]插入到排好序的a[0, i-1]中
        for (j=i-1; j>=0 && a[j] > key; j--) 
            a[j+1] = a[j];

        a[j+1] = key;
    }

    return 0;
}

 

分治法 (divide-and-conquer)

合並排序 (merge-sort)

//合並排序 (merge-sort)
// p、q、r 是下標，滿足 p < q < r
// a[p..q]和a[q+1..r]都已經排好序。

int merge(int a[], int p, int q, int r);
int merge_sort(int a[], int p, int r)
{
    if (p<r) {
        int q=(p+r)/2;
        if (merge_sort(a, p, q) < 0) 
      return -1;
        if (merge_sort(a, q+1, r) < 0)
      return -1;
        if (merge(a, p, q, r) < 0)
      return -1;
    }
  return 0;
}

int merge(int a[], int p, int q, int r)
{
    int *cpy_a = (int*) malloc((r-p+1)*sizeof(int));
    if (NULL==cpy_a) return -1;
    memcpy(cpy_a, a+p, (r-p+1)*sizeof(int));

    {
        int *a0 = cpy_a;
        int *a1 = cpy_a + (q-p+1);
        int *e_a0 = a1;
        int *e_a1 = cpy_a + (r-p+1);
        int k;
        for (k=p; k<=r && a0<e_a0 && a1<e_a1; k++) {
            if (*a0 < *a1)
                a[k] = *a0++;
            else
                a[k] = *a1++;
        }
        while (k<=r && a0<e_a0)
            a[k++] = *a0++;
        while (k<=r && a1<e_a1)
            a[k++] = *a1++;
    }
    free(cpy_a);
    return 0;
}

 

合並排序是应用了分治和递归的思想。

插入排序最坏效率：O(n^2);
合并排序最坏效率：O(nlgn);
但是n较小时，插入排序更快，所以可以将两者结合使用。

当n<K时，用插入排序；否则用合并排序。

如何确定K值？

int merge_sort(int a[], int p, int r)
{
    if (r-p+1>K) {
        int q=(p+r)/2;
        if (merge_sort(a, p, q) < 0) 
      return -1;
        if (merge_sort(a, q+1, r) < 0)
      return -1;
        if (merge(a, p, q, r) < 0)
      return -1;
    }
    else 
        insertion_sort(a+p, r-p+1);

    return 0;
}