二路归并排序算法模板

感谢大佬yxc普及算法思想的精髓。

题目描述

给定你一个长度为n的整数数列。

请你使用归并排序对这个数列按照从小到大进行排序。

并将排好序的数列按顺序输出。

输入格式
输入共两行，第一行包含整数 n。

第二行包含 n 个整数（所有整数均在1~109范围内），表示整个数列。

输出格式
输出共一行，包含 n 个整数，表示排好序的数列。

数据范围
1≤n≤100000

输入样例：

5
3 1 2 4 5

输出样例：

1 2 3 4 5

时间复杂度 O(n * logn)

参考文献 【数据结构（C++版）邓俊辉 第三版】

C++ 代码

#include <iostream>
using namespace std;

// 所有区间都是下闭上开区间
void merge ( int* arr, int lo, int mi, int hi ) {    
   // 将arr数组看做两段 数组A和数组C
   // 复制划分得到的左边数组A到新的数组B中
   // 将数组B和C中的数据归并到原数组A中
   int* A = arr + lo; 
   int lb = mi - lo; 
   int* B = new int[lb]; 
   for ( int b = 0; b < lb; ++b ) B[ b ] = A[ b ]; 

   // 按大小顺序将B数组和C数组的元素放置到A数组中
   int lc = hi - mi; 
   int* C = arr + mi; 

   int i = 0, j = 0, k = 0;
   while ( i < lb && j < lc ) {
       if ( B[i] <= C[j] ) A[k++] = B[i++];
       else A[k++] = C[j++];
   }

   while ( i < lb ) A[k++] = B[i++];
   while ( j < lc ) A[k++] = C[j++];

   delete [] B; //释放临时空间B
} //归并后得到完整的有序数组[lo, hi)

void merge_sort ( int* arr, int lo, int hi ) {     // 0 <= lo < hi <= n
   if(hi - lo < 2) return;                     //单个元素区间自然有序
   int mi = lo + ( ( hi - lo ) >> 1 );               // 以中点为界
   merge_sort ( arr, lo, mi ); 
   merge_sort ( arr, mi, hi );                     // 分别排序
   merge ( arr, lo, mi, hi );                      // 归并
}

int main ( ) {
    int n;
    cin >> n;

    int arr[ n ];
    for ( int i = 0; i < n; ++i ) cin >> arr[ i ];

    merge_sort ( arr, 0, n );

    for ( int i = 0; i < n; ++i ) cout << arr[ i ] << " ";

    return 0;
}

#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
const int N = 100010;
int n, a[N];

// 所有区间都是下闭上开区间
void merge(int l, int m, int r) {    
   // 将a数组看做两段 数组A和数组C
   // 复制划分得到的左边数组A到新的数组B中
   // 将数组B和C中的数据归并到原数组A中
   int* A = a + l; 
   int* B = new int[m - l]; 
   memcpy(B, A, (m - l) * sizeof(int));

   // 按大小顺序将B数组和C数组的元素放置到A数组中
   int* C = a + m; 
   int i = 0, j = 0, k = 0;
   while (i < m - l && j < r - m) {
       if (B[i] <= C[j]) A[k++] = B[i++];
       else A[k++] = C[j++];
   }

   while (i < m - l) A[k++] = B[i++];
   while (j < r - m) A[k++] = C[j++];

   delete []B; //释放临时空间B
} //归并后得到完整的有序数组[l, r)

void sort(int l, int r) {           // 0 <= l < r <= n
   if(r - l <= 1) return;            //单个元素区间自然有序
   int m = l + ((r - l) >> 1);      // 以中点为界
   sort(l, m); 
   sort(m, r);                      // 分别排序
   merge(l, m, r);                  // 归并
}

int main(void) {
    cin >> n;
    for (int i = 0; i < n; ++i) cin >> a[i];
    sort(0, n);
    for (int i = 0; i < n; ++i) cout << a[i] << " ";
    return 0;
}