用分治法实现归并排序,写出算法概述包括算法的概念,基本思路,实现过程,基本框架;并分析算法的理论基础,核心,以及特点
时间: 2023-11-10 11:29:12 浏览: 71
算法概述:
归并排序是一种基于分治法的排序算法,其基本思路是将待排序的序列分成若干个子序列,然后将子序列进行排序,最后将排好序的子序列合并成一个有序序列。
基本思路:
1. 将待排序序列分成若干个子序列,每个子序列的长度为1。
2. 将相邻的两个子序列进行合并,得到新的有序子序列。
3. 将所有的有序子序列再次合并,最终得到完全有序的序列。
实现过程:
1. 实现一个归并函数merge,用于将两个有序序列合并成一个有序序列。
2. 实现一个归并排序函数merge_sort,用于进行递归的归并排序。
基本框架:
```
void merge_sort(int arr[], int left, int right) {
if (left >= right) {
return;
}
int mid = (left + right) / 2;
merge_sort(arr, left, mid);
merge_sort(arr, mid + 1, right);
merge(arr, left, mid, right);
}
void merge(int arr[], int left, int mid, int right) {
int tmp[right - left + 1];
int i = left, j = mid + 1, k = 0;
while (i <= mid && j <= right) {
if (arr[i] <= arr[j]) {
tmp[k++] = arr[i++];
} else {
tmp[k++] = arr[j++];
}
}
while (i <= mid) {
tmp[k++] = arr[i++];
}
while (j <= right) {
tmp[k++] = arr[j++];
}
for (int p = 0; p < k; p++) {
arr[left + p] = tmp[p];
}
}
```
算法的理论基础:
归并排序的理论基础是分治法,将待排序序列分成若干个子序列,然后将子序列进行排序,最后合并成一个有序序列。归并排序的时间复杂度为O(nlogn),空间复杂度为O(n),是一种稳定的排序算法。
算法的核心:
归并排序的核心是归并函数merge,用于将两个有序序列合并成一个有序序列。
算法的特点:
1. 稳定性:归并排序是一种稳定的排序算法,不会改变相同元素的相对位置。
2. 时间复杂度:归并排序的时间复杂度为O(nlogn),是一种比较高效的排序算法。
3. 空间复杂度:归并排序的空间复杂度为O(n),需要一个额外的数组来辅助排序。
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