写一个“由底向上”的归并分类算法,从而取消对栈空间的利用
时间: 2024-02-13 17:01:35 浏览: 126
设计一个算法,将一个栈中的元素排序
底向上的归并分类算法是一种迭代算法,将待排序数据分为若干个小的待排序序列,然后将这些小的待排序序列归并为一个有序序列,从而完成排序。与传统的递归实现方式不同,底向上的归并分类算法不需要使用栈空间,从而避免了递归调用带来的开销。
以下是一个由底向上的归并分类算法的实现:
```
void merge_sort(int arr[], int len) {
int* temp = new int[len];
for (int sub_len = 1; sub_len < len; sub_len *= 2) {
for (int start = 0; start < len; start += sub_len * 2) {
int mid = min(start + sub_len, len);
int end = min(start + sub_len * 2, len);
int left = start, right = mid, k = start;
while (left < mid && right < end) {
if (arr[left] < arr[right]) {
temp[k++] = arr[left++];
} else {
temp[k++] = arr[right++];
}
}
while (left < mid) {
temp[k++] = arr[left++];
}
while (right < end) {
temp[k++] = arr[right++];
}
for (int i = start; i < end; i++) {
arr[i] = temp[i];
}
}
}
delete[] temp;
}
```
该算法使用一个辅助数组 `temp` 来存储排序结果,避免了在原数组上进行排序所带来的数据移动。算法首先将待排序序列分为长度为 1 的小序列,并将相邻的小序列进行归并排序,得到长度为 2 的序列。然后将长度为 2 的序列再归并排序,得到长度为 4 的序列,以此类推,直到整个序列有序为止。在归并排序的过程中,算法将左右两个有序序列归并为一个有序序列,并将结果存储在 `temp` 数组中,然后再将 `temp` 数组中的有序序列复制回原数组中。
该算法的时间复杂度为 $O(n\log n)$,空间复杂度为 $O(n)$。由于该算法不需要使用栈空间,因此可以处理非常大的数据集。
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