排序算法之七:归并排序(非递归)

简介: 排序算法之七:归并排序(非递归)

1.非递归实现思路

我们之前学习了递归实现的归并排序,是分治的思想,即先分解,再归并

这篇文章我们讲一下非递归的实现

非递归实现的思路是模拟递归的过程,在递归过程中,我们找key将数组分成左右数组,然后递归子数组,知道该数组剩一个元素,然后归并:两个两元素数组归并为四元素数组,两个四元素数字归并为八元素数组

而非递归的实现不需要递归子数组进行分解,我们可以将n个元素的数组看作n个数组,直接进行下面的合并

我们先设gap为1,表示先控制一个元素的数组进行归并,malloc一个临时数组tmp,归并到tmp数组;一整趟归并结束后gap*=2,同时将归并完成的数组拷贝到原数组,继续控制两元素的数组进行归并,直到gap>=n则停止归并,此时原数组已经有序了

2.图示归并

归并的过程和递归方式的归并排序一样

每次归并的时候,两个数组中找小的排到前面,排空一个数组之后将另外一个数组尾插到后面即可

3.代码展示

函数代码和测试代码如下

1. #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
2. #include<stdio.h>
3. #include<stdlib.h>
4. #include<string.h>
5. void MergeSortNonR(int* a, int n)
6. {
7.  int* tmp = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
8.  if (tmp == NULL)
9.  {
10.     perror("malloc fail!");
11.     return;
12.   }
13.   int gap = 1;//先控制一个一个归并
14.   while (gap < n)
15.   {
16.     for (int i = 0; i < n; i += 2 * gap)
17.     {
18.       int begin1 = i, end1 = i + gap - 1;
19.       int begin2 = i + gap, end2 = i + 2 * gap - 1;
20.       if (end1 >= n || begin2 >= n)
21.       {
22.         break;
23.       }
24.       if (end2 >= n)
25.       {
26.         end2 = n - 1;
27.       }
28.       int j = begin1;
29.       while (begin1 <= end1 && begin2 <= end2)
30.       {
31.         if (a[begin1] < a[begin2])
32.           tmp[j++] = a[begin1++];
33.         else
34.           tmp[j++] = a[begin2++];
35.       } //[begin1,end1][begin2,end2]归并->tmp[]
36.       while (begin1 <= end1)
37.         tmp[j++] = a[begin1++];
38.       while (begin2 <= end2)
39.         tmp[j++] = a[begin2++];
40.       memcpy(a + i, tmp + i, sizeof(int) * (end2 - i + 1));
41.     }
42.     gap *= 2;
43.   }
44.   free(tmp);
45. }
46. int main()
47. {
48.   int i = 0;
49.   int a[] = { 10,10,2,5,7,9,3,4,5,4,1,0 };
50.   int n = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
51.   for (i = 0; i < n; i++)
52.   {
53.     printf("%d ", a[i]);
54.   }
55.   printf("\n");
56.   MergeSortNonR(a, n);
57.   for (i = 0; i < n; i++)
58.   {
59.     printf("%d ", a[i]);
60.   }
61.   return 0;
62. }


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