归并排序算法可以通过以下步骤实现:
- 定义一个函数
mergeSort
,接收一个整数数组arr
,以及数组的开始索引start
和结束索引end
。 - 如果
start
小于end
,则计算数组的中间索引mid
,并递归调用mergeSort
函数,将数组分为两个子数组进行排序:mergeSort(arr, start, mid)
和mergeSort(arr, mid+1, end)
。 - 定义一个函数
merge
,接收三个整数数组arr
、start
、mid
和end
。该函数用于合并两个已排序的子数组。首先创建两个临时数组leftArr
和rightArr
,分别用来存储左子数组和右子数组的元素。 - 将原始数组
arr
的元素从start
到mid
复制到leftArr
中,将元素从mid+1
到end
复制到rightArr
中。 - 初始化三个变量
i
、j
和k
,分别表示leftArr
、rightArr
和arr
的当前元素索引。 - 比较
leftArr[i]
和rightArr[j]
的大小,将较小的元素复制到arr[k]
,并将对应的索引递增。重复这一步骤,直到leftArr
或rightArr
的元素全部被复制到arr
中。 - 将剩余的元素从
leftArr
或rightArr
复制到arr
的剩余位置。 - 最后,调用
mergeSort(arr, 0, len(arr)-1)
来对整个数组进行排序。
以下是完整的 C 语言代码实现:
#includevoid merge(int arr[], int start, int mid, int end) { int i, j, k; int n1 = mid - start + 1; int n2 = end - mid; int leftArr[n1], rightArr[n2]; // 临时数组 // 将原始数组的元素复制到左右子数组中 for (i = 0; i < n1; i++) leftArr[i] = arr[start + i]; for (j = 0; j < n2; j++) rightArr[j] = arr[mid + 1 + j]; // 合并左右子数组到原始数组 i = 0; j = 0; k = start; while (i < n1 && j < n2) { if (leftArr[i] <= rightArr[j]) { arr[k] = leftArr[i]; i++; } else { arr[k] = rightArr[j]; j++; } k++; } // 将剩余的元素从左右子数组复制到原始数组 while (i < n1) { arr[k] = leftArr[i]; i++; k++; } while (j < n2) { arr[k] = rightArr[j]; j++; k++; } } void mergeSort(int arr[], int start, int end) { if (start < end) { int mid = start + (end - start) / 2; mergeSort(arr, start, mid); mergeSort(arr, mid + 1, end); merge(arr, start, mid, end); } } int main() { int arr[] = {38, 27, 43, 3, 9, 82, 10}; int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); mergeSort(arr, 0, n - 1); printf("Sorted array: \n"); for (int i = 0; i < n; i++) printf("%d ", arr[i]); printf("\n"); return 0; }
运行以上代码,输出结果为:
Sorted array: 3 9 10 27 38 43 82