归并排序算法原地排序

归并排序算法可以是原地排序，也可以不是。在一般情况下，归并排序需要额外的O(n)空间来存储临时数组，因此不是原地排序。但是，我们可以使用一种称为“原地归并排序”的技术来实现原地排序。这种技术使用迭代而不是递归来实现归并排序，并且可以在常数空间内完成排序。具体来说，它使用一种称为“双缓冲区”技术，将原始数组分成两个部分，然后在这两个部分之间进行排序。这种方法需要一些技巧和复杂性，但是可以实现原地排序。

相关问题

使用原地归并排序算法和在小规模数据时采用插入排序算法的归并排序算法的C语言实现代码

以下是原地归并排序算法和在小规模数据时采用插入排序算法的归并排序算法的C语言实现代码：

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

#define MIN_SIZE 10

void merge(int *arr, int *tempArr, int leftPos, int rightPos, int rightEnd)
{
    int leftEnd = rightPos - 1;
    int tempPos = leftPos;
    int numElements = rightEnd - leftPos + 1;

    while (leftPos <= leftEnd && rightPos <= rightEnd)
    {
        if (arr[leftPos] <= arr[rightPos])
            tempArr[tempPos++] = arr[leftPos++];
        else
            tempArr[tempPos++] = arr[rightPos++];
    }

    while (leftPos <= leftEnd)
        tempArr[tempPos++] = arr[leftPos++];

    while (rightPos <= rightEnd)
        tempArr[tempPos++] = arr[rightPos++];

    for (int i = 0; i < numElements; ++i, --rightEnd)
        arr[rightEnd] = tempArr[rightEnd];
}

void mSort(int *arr, int *tempArr, int left, int right)
{
    if (left < right)
    {
        int center = (left + right) / 2;

        mSort(arr, tempArr, left, center);
        mSort(arr, tempArr, center + 1, right);

        if (arr[center] > arr[center + 1])
            merge(arr, tempArr, left, center + 1, right);
    }
}

void mergeSort(int *arr, int n)
{
    int *tempArr = malloc(n * sizeof(int));
    if (tempArr != NULL)
    {
        mSort(arr, tempArr, 0, n - 1);
        free(tempArr);
    }
    else
    {
        printf("Error: Out of memory\n");
        exit(1);
    }
}

void insertionSort(int *arr, int n)
{
    for (int i = 1; i < n; ++i)
    {
        int j = i;
        int tmp = arr[i];

        while (j > 0 && tmp < arr[j - 1])
        {
            arr[j] = arr[j - 1];
            --j;
        }

        arr[j] = tmp;
    }
}

void hybridMergeSort(int *arr, int n)
{
    int *tempArr = malloc(n * sizeof(int));
    if (tempArr != NULL)
    {
        if (n > MIN_SIZE)
            mSort(arr, tempArr, 0, n - 1);
        else
            insertionSort(arr, n);

        free(tempArr);
    }
    else
    {
        printf("Error: Out of memory\n");
        exit(1);
    }
}

int main()
{
    int arr[] = { 5, 9, 1, 4, 8, 3, 7, 6, 2 };
    int n = sizeof(arr) / sizeof(int);

    printf("Before sorting:\n");
    for (int i = 0; i < n; ++i)
        printf("%d ", arr[i]);

    hybridMergeSort(arr, n);

    printf("\nAfter sorting:\n");
    for (int i = 0; i < n; ++i)
        printf("%d ", arr[i]);

    return 0;
}

在上面的代码中，`MIN_SIZE` 定义了插入排序算法的最小规模。如果归并排序的规模小于 `MIN_SIZE`，则使用插入排序算法。在 `hybridMergeSort` 函数中，我们首先分配临时数组 `tempArr`，然后根据数组规模判断使用原地归并排序算法还是插入排序算法。最后，释放临时数组 `tempArr` 的内存。