归并排序是分治法的典型应用,把两个或k个有序的子序列合并为一个。2路归并,2合一。k路归并,k合一。内部排序通常采用2路归并排序,先将数组分成两半,分别排序,然后合并。合并的过程需要将两个有序的子数组合并成一个有序的数组。
递归代码实现:
//A[left...mid]和A[mid+1...right]这两个部分各自有序,本函数的作用是将两个部分归并
//B是辅助数组,其元素个数和元素内容与待归并数组A相同
void Merge(int A[],int left,int mid,int right,int B[]){int i = left;int j = mid+1;int k = left;while(i <= mid && j <= right){if(A[i]<=A[j])//A[i]和A[j]相等的情况,把A[i]赋给B[k],确保算法稳定性B[k++] = A[i++];elseB[k++] = A[j++];}while(i <= mid) B[k++] = A[i++];while(j <= right) B[k++] = A[j++];//将归并后的数组B转存到A中for(int p = left;p <=right;p++) A[p] = B[p];
}//对数组A的[left...right]部分归并排序
//B是辅助数组,其元素个数和元素内容与待归并数组A相同
void MergeSort(int A[],int left,int right,int B[]){if(left < right){// 当 left 和 right 的值较大时(例如接近 INT_MAX),left + right 可能导致整数溢出。// int mid = (left + right) /2; int mid = left + (right - left)/2;//避免整数溢出MergeSort(A,left,mid,B); //对左半部分归并排序MergeSort(A,mid+1,right,B); //对右半部分归并排序Merge(A,left,mid,right,B); //归并}
}
n个元素进行2路归并排序,归并趟数=向上取整(log2n)。
每一趟归并时间复杂度是O(n)。
算法时间复杂度是O(nlog2n)。
时间复杂度 | O(nlogn) |
空间复杂度 | O(n)大小为n的辅助数组 |
稳定性 | 稳定 |
适用性 | 顺序表、链表 |