二路归并排序 c 语言

二路归并排序是一种高效的排序算法，它采用了分治策略，将数组分为两个独立的部分分别进行排序，然后再合并这两个有序部分。以下是使用C语言实现二路归并排序的基本步骤：

1. **划分阶段**（Divide）：
- 将输入数组一分为二，直到每个子数组只包含一个元素（这是递归的基础）。
- 可以通过两个指针从数组两端向中间扫描，当左侧指针小于等于右侧指针时结束。

2. **合并阶段**（Conquer）：
- 创建一个临时数组用于存放合并后的结果。
- 比较左右两个子序列的第一个元素，选择较小的一个放入临时数组，并移动对应指针。
- 重复这个过程，直到其中一个子序列遍历完，然后将另一个子序列的剩余元素直接复制到临时数组。

3. **合并返回**（Combine）：
- 当所有的元素都合并到临时数组后，原数组就变成了排序好的结果。
- 由于临时数组的存在，这部分需要将临时数组的内容复制回原数组。

下面是简单的C语言代码示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void merge(int arr[], int l, int m, int r) {
    int i, j, k;
    int n1 = m - l + 1;
    int n2 = r - m;

    // 创建临时数组
    int L[n1], R[n2];

    // 把数据复制到临时数组
    for (i = 0; i < n1; i++)
        L[i] = arr[l + i];
    for (j = 0; j < n2; j++)
        R[j] = arr[m + 1+ j];

    // 合并临时数组到原始数组
    i = 0; j = 0; k = l;
    while (i < n1 && j < n2) {
        if (L[i] <= R[j]) {
            arr[k] = L[i];
            i++;
        } else {
            arr[k] = R[j];
            j++;
        }
        k++;
    }

    // 如果左侧还有剩余元素
    while (i < n1) {
        arr[k] = L[i];
        i++;
        k++;
    }

    // 如果右侧还有剩余元素
    while (j < n2) {
        arr[k] = R[j];
        j++;
        k++;
    }
}

void mergeSort(int arr[], int l, int r) {
    if (l < r) {
        int m = l+(r-l)/2;
        mergeSort(arr, l, m);
        mergeSort(arr, m+1, r);
        merge(arr, l, m, r);
    }
}

int main() {
    int arr[] = {12, 11, 13, 5, 6, 7};
    int arr_size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    printf("Given array is \n");
    printArray(arr, arr_size);

    mergeSort(arr, 0, arr_size - 1);

    printf("\nSorted array is \n");
    printArray(arr, arr_size);

    return 0;
}

// 辅助函数：打印数组
void printArray(int arr[], int size) {
    int i;
    for (i=0; i < size; i++)
        printf("%d ", arr[i]);
    printf("\n");
}