非递归版归并排序

非递归版的归并排序，省略了中间的栈空间，直接申请一段O(n)的地址空间即可，因此空间复杂度为O(n),时间复杂度为O(nlogn);

算法思想：

　　开始以间隔为1的进行归并，也就是说，第一个元素跟第二个进行归并。第三个与第四个进行归并；

　　然后，再以间隔为2的进行归并，1-4进行归并，5-8进行归并；

　　再以2*2的间隔，同理，知道2*k超过数组长度为止。

while(i<length){
        Merge(arr,temp,i,length);
        i *= 2;
    }

　　当不够两组进行归并是，如果超过k个元素，仍然进行归并；如果剩余元素不超过k个元素，那么直接复制给中间数组。

while(i <= length-2*k){
        sort(arr1,temp,i,i+k-1,i+2*k-1);
        i += 2*k;
    }

　

    if(i < length-k+1)//如过剩余个数比一个k长度还多...那么就在进行一次合并
        sort(arr1,temp,i,i+k-1,length-1);
    else
        for(j=i;j<length;j++)
            temp[j] = arr1[j];

主要代码：

void MergeSort(int *arr,int length){
    int *temp = (int *)malloc(sizeof(int)*length);
    int i = 1;
    while(i<length){
        Merge(arr,temp,i,length);
        i *= 2;
    }
}
void Merge(int *arr1,int *temp,int k,int length){
    int i = 0,j;
    while(i <= length-2*k){
        sort(arr1,temp,i,i+k-1,i+2*k-1);
        i += 2*k;
    }
    if(i < length-k+1)//如过剩余个数比一个k长度还多...那么就在进行一次合并
        sort(arr1,temp,i,i+k-1,length-1);
    else
        for(j=i;j<length;j++)
            temp[j] = arr1[j];
    for(i=0;i<length;i++){
        arr1[i] = temp[i];
    }
}
void sort(int *arr3,int *arr1,int begin,int m,int end){
    int i=begin,j=m+1,k,h;
    for(k=i; i<=m && j<=end;k++){
        if(arr3[i] < arr3[j])
            arr1[k] = arr3[i++];
        else
            arr1[k] = arr3[j++];
    }
    if(i <= m){
        for(h=0; h<=m-i;h++)
            arr1[k+h] = arr3[i+h];
    }else{
        for(h=0; h<=end-j;h++)
            arr1[k+h] = arr3[j+h];
    }
}

全部代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int arrtest1[10] = {4,3,7,8,0,9,1,2,6,5};
int arrtest2[10] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
int arrtest3[10] = {9,8,7,6,5,4,3,2,1,0};
void copy(int *from,int *arr,int length);
void print(int *arr,int length);
void MergeSort(int *arr,int length);
void Merge(int *arr1,int *temp,int k,int length);
void sort(int *arr3,int *arr1,int begin,int m,int end);
int main(){
    int Arr[10],i;
    copy(arrtest1,Arr,10);
    print(Arr,10);
    MergeSort(Arr,10);
    print(Arr,10);
    getchar();
    return 0;
}
void MergeSort(int *arr,int length){
    int *temp = (int *)malloc(sizeof(int)*length);
    int i = 1;
    while(i<length){
        Merge(arr,temp,i,length);
        i *= 2;
    }
}
void Merge(int *arr1,int *temp,int k,int length){
    int i = 0,j;
    while(i <= length-2*k){
        sort(arr1,temp,i,i+k-1,i+2*k-1);
        i += 2*k;
    }
    if(i < length-k+1)//如过剩余个数比一个k长度还多...那么就在进行一次合并
        sort(arr1,temp,i,i+k-1,length-1);
    else
        for(j=i;j<length;j++)
            temp[j] = arr1[j];
    for(i=0;i<length;i++){
        arr1[i] = temp[i];
    }
}
void sort(int *arr3,int *arr1,int begin,int m,int end){
    int i=begin,j=m+1,k,h;
    for(k=i; i<=m && j<=end;k++){
        if(arr3[i] < arr3[j])
            arr1[k] = arr3[i++];
        else
            arr1[k] = arr3[j++];
    }
    if(i <= m){
        for(h=0; h<=m-i;h++)
            arr1[k+h] = arr3[i+h];
    }else{
        for(h=0; h<=end-j;h++)
            arr1[k+h] = arr3[j+h];
    }
}
void copy(int *from,int *arr,int length){
    int i;
    for(i=0;i<length;i++){
        arr[i] = from[i];
    }
}

void print(int *arr,int length){
    int i;
    for(i=0;i<length;i++){
        printf("%d ",arr[i]);
    }
    printf("\n");
}

运行实例：