归并排序—基于分治

基本思想

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                     left                          mid                     right

|---------------------------------------------|---------------------------------------------|

确定分界点 mid = ( l + r ) / 2。
递归排序left, right。
归并—-把两个有序的数组合并。(==重要==) O(n)

实现方法

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  min-l

   |

   V

   |-------------------------------------------------

   |-------------------------------------------------

   ^

   |

 min-r

res :

min-l，min-r分别指向两个有序序列的最左端（两个有序序列的最小值）。

比较min-l和min-r的大小，将小的值存放到res中，并且min指向下一个位置。

重以上步骤，直到min指向末尾。

如果存在指针没有遍历完毕序列，则将剩下序列拼接到res的后面。

时间复杂度—-O(nlogn)

算法模板

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oid merge_sort(int q[], int l, int r)
{
    if (l >= r) return;

    int mid = l + r >> 1;
    merge_sort(q, l, mid);
    merge_sort(q, mid + 1, r);

    int k = 0, i = l, j = mid + 1;
    while (i <= mid && j <= r)
        if (q[i] <= q[j]) tmp[k ++ ] = q[i ++ ];
        else tmp[k ++ ] = q[j ++ ];

    while (i <= mid) tmp[k ++ ] = q[i ++ ];
    while (j <= r) tmp[k ++ ] = q[j ++ ];

    for (i = l, j = 0; i <= r; i ++, j ++ ) q[i] = tmp[j];
}

示例运用

给定你一个长度为 nn 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 nn。

第二行包含 nn 个整数（所有整数均在 1∼1091∼109 范围内），表示整个数列。

输出格式

输出共一行，包含 nn 个整数，表示排好序的数列。

数据范围

1≤n≤1000001≤n≤100000

输入样例：

输出样例：

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#include <iostream>

using namespace std;

const int N = 1e6 + 10;

int a[N], tmp[N];

void merge_sort(int q[], int l, int r)
{
    if (l >= r) return;

    int mid = l + r >> 1;

    merge_sort(q, l, mid), merge_sort(q, mid + 1, r);

    int k = 0, i = l, j = mid + 1;
    while (i <= mid && j <= r)
        if (q[i] <= q[j]) tmp[k ++ ] = q[i ++ ];
        else tmp[k ++ ] = q[j ++ ];
    while (i <= mid) tmp[k ++ ] = q[i ++ ];
    while (j <= r) tmp[k ++ ] = q[j ++ ];

    for (i = l, j = 0; i <= r; i ++, j ++ ) q[i] = tmp[j];
}

int main()
{
    int n;
    scanf("%d", &n);
    for (int i = 0; i < n; i ++ ) scanf("%d", &a[i]);

    merge_sort(a, 0, n - 1);

    for (int i = 0; i < n; i ++ ) printf("%d ", a[i]);

    return 0;
}

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