#排序演算法#【5】合併排序

　　ok，塵埃落定。期待工作的氣息，越來越濃烈...繼續更新部落格，排序演算法的最後一個——合併排序

　　合併排序（Merge Sort）是將兩個或多個有序表合併成一個有序表。也稱為二路合併。

　　合併排序的基本思想是：對於兩個有續表合併初始時，把含有n個節點的待排序序列看做由n個長度為1的有序子表所組成麻將他們一次兩兩合併，得到長度為2的若干有序字表，再對這些字表進行兩兩合併，一直重複道長度為n，排序完成。

　　資料示例如下：

　　

 

　　貼上程式碼：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define ARRAYLEN 11
//生成隨機數
int CreateData(int a[],int n,int min,int max){
    int i,j,flag;

    srand(time(NULL));

    if((max-min+1) < n) return -1;

    for(i = 0 ; i < n ; i++){
        do{
            a[i] = rand()%(max-min+1)+min;
            flag = 0;
            for(j = 0 ; j < i ; j++){
                if(a[i] == a[j]){
                    flag = 1;
                    break;
                }
            }
        }while(flag);
    }
}

//對兩個陣列進行合併
void MergeStep(int a[],int r[], int s,int m,int e){
    int i,j,k;
    k = s;    //s之前的序號都是已排過序的，從s進行下一次合併
    i = s;    //第一個陣列的開始序號
    j = m+1;  //第二個陣列的開始序號
    while(i<= m && j <= e){
        if(a[i] <= a[j])
            r[k++] = a[i++];
        else
            r[k++] = a[j++];
    }

    while(i <= m)
        r[k++] = a[i++];
    while(j <= e)
        r[k++] = a[j++];
    
}

//控制需要合併的兩個陣列的序號
void MergePass(int a[],int r[],int n,int len){
    int s,e,i;    //合併兩個陣列，第一個的起始序號,和結束序號，第二個陣列對應的序號只需要+歩長值len即可
    s = 0;
    
    while(s+len < n){
        //保證至少有兩個序列進行排序
        e = s+2*len -1;
        if(e >= n){    //第二個陣列的結束序號
            e = n-1;
        }

        MergeStep(a,r,s,s+len-1,e);

        s = e+1;
    }

    //當不足兩個序列時退出排序，這時將可能剩餘的一個序列，直接放到r中
    if(s<n)
        for(;s<n;s++)
            r[s] = a[s];

}


//每次成倍增加歩長值進行合併
void MergeSort(int a[],int n){
    int *p;    //分配一個和a一樣大小的輔助陣列空間
    int len = 1;    //歩長值
    int flag = 1;
    int i;

    if(!(p= (int *)malloc(sizeof(int)*n))){
        printf("記憶體分配失敗!\n");
        exit(0);
    }

    while(len < n){
        //再歩長值小於總長度的情況下，二路合併相鄰的陣列
        if(flag)    //交替兩個陣列，進行合併
            MergePass(a,p,n,len);
        else
            MergePass(p,a,n,len);

        len *= 2;    //歩長值每次增加一倍
        flag = 1-flag;
    }

    //當flag=1時，最終排序結果在p中，flag=0時，最終排序結果在a中
    //因此，當最後flag為1時，將最終結果在放到a中
    if(flag)
        for(flag = 0 ; flag < n ; flag++)
            a[flag] = p[flag];
    free(p);
}


int main(){
    int i,a[ARRAYLEN];
    /*for(i=0;i<ARRAYLEN;i++){
        a[i] = 0;
    }*/

    if(!CreateData(a,ARRAYLEN,1,100)){
        printf("生成資料失敗!\n");
        return -1;
    }

    printf("原始資料:\n");
    for(i = 0 ; i < ARRAYLEN ; i++){
        printf("%d ",a[i]);
    }
    
    MergeSort(a,ARRAYLEN);

    printf("\n排序後:\n");
    for(i = 0 ; i < ARRAYLEN ; i++){
        printf("%d ",a[i]);
    }
    printf("\n");
}