2路归并排序 时间限制 1s 内存限制 128MB 题目描述 给定一组正整数序列，执行2路归并排序算法得到由小到大的序列。要求按2路归并排序树，自下而上自左向右的次序，输出每个有序的子序列。 输入 第1行该序列的正整数个数n 第2行n个正整数，元素之间由空格分开 输出 m:表示2路归并排序树的结点个数 m行，每行是有序的子序列 样例查看模式 正常显示 查看格式 输入样例1 <-复制 5 23 38 17 16 25 输出样例1 9 23 38 23 38 17 16 25 17 23 38 16 25 16 17 23 25 38 语言: C++

以下是C++的代码实现，其中使用了归并排序算法，具体实现过程中，使用了递归和迭代两种方式实现归并排序。对于每次归并排序，输出有序子序列，直到整个序列有序。

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

// 归并排序算法
void mergeSort(vector<int>& nums, int left, int right) {
    if (left >= right) return;  // 直到只剩下一个元素
    int mid = (left + right) / 2;
    mergeSort(nums, left, mid);  // 左半部分归并排序
    mergeSort(nums, mid + 1, right);  // 右半部分归并排序
    // 归并两个有序子序列
    vector<int> temp;
    int i = left, j = mid + 1;
    while (i <= mid && j <= right) {
        if (nums[i] <= nums[j]) {
            temp.push_back(nums[i++]);
        } else {
            temp.push_back(nums[j++]);
        }
    }
    while (i <= mid) temp.push_back(nums[i++]);
    while (j <= right) temp.push_back(nums[j++]);
    // 将归并结果复制回原数组中
    for (int k = left; k <= right; k++) {
        nums[k] = temp[k - left];
    }
    // 输出当前有序子序列
    cout << right - left + 1 << " ";
    for (int k = left; k <= right; k++) {
        cout << nums[k] << " ";
    }
    cout << endl;
}

// 归并排序算法（迭代版本）
void mergeSortIter(vector<int>& nums) {
    int n = nums.size();
    for (int len = 1; len < n; len *= 2) {
        for (int i = 0; i < n - len; i += 2 * len) {
            int left = i, mid = i + len - 1, right = min(i + 2 * len - 1, n - 1);
            // 归并两个有序子序列
            vector<int> temp;
            int j = left, k = mid + 1;
            while (j <= mid && k <= right) {
                if (nums[j] <= nums[k]) {
                    temp.push_back(nums[j++]);
                } else {
                    temp.push_back(nums[k++]);
                }
            }
            while (j <= mid) temp.push_back(nums[j++]);
            while (k <= right) temp.push_back(nums[k++]);
            // 将归并结果复制回原数组中
            for (int p = left; p <= right; p++) {
                nums[p] = temp[p - left];
            }
            // 输出当前有序子序列
            cout << right - left + 1 << " ";
            for (int p = left; p <= right; p++) {
                cout << nums[p] << " ";
            }
            cout << endl;
        }
    }
}

int main() {
    int n;
    cin >> n;
    vector<int> nums(n);
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        cin >> nums[i];
    }
    // 归并排序算法
    //mergeSort(nums, 0, n - 1);
    // 归并排序算法（迭代版本）
    mergeSortIter(nums);
    return 0;
}

其中，`mergeSort`函数使用递归方式实现归并排序，`mergeSortIter`函数使用迭代方式实现归并排序。两个函数的时间复杂度都是$O(n\log n)$，空间复杂度都是$O(n)$，其中$n$是序列中元素的个数。