用c语言实现自顶向下的二路归并排序

下面是用C语言实现的自顶向下的二路归并排序：

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

// 合并两个有序数组
void merge(int arr[], int left, int mid, int right) {
    int i, j, k;
    int n1 = mid - left + 1;
    int n2 = right - mid;
    
    // 临时数组
    int* L = (int*)malloc(n1 * sizeof(int));
    int* R = (int*)malloc(n2 * sizeof(int));
    
    // 拷贝数据到临时数组
    for (i = 0; i < n1; i++) {
        L[i] = arr[left + i];
    }
    for (j = 0; j < n2; j++) {
        R[j] = arr[mid + 1 + j];
    }
    
    // 归并两个有序数组
    i = 0;
    j = 0;
    k = left;
    while (i < n1 && j < n2) {
        if (L[i] <= R[j]) {
            arr[k] = L[i];
            i++;
        } else {
            arr[k] = R[j];
            j++;
        }
        k++;
    }
    
    // 将剩余的元素拷贝到数组中
    while (i < n1) {
        arr[k] = L[i];
        i++;
        k++;
    }
    while (j < n2) {
        arr[k] = R[j];
        j++;
        k++;
    }
    
    // 释放临时数组
    free(L);
    free(R);
}

// 自顶向下的归并排序
void merge_sort(int arr[], int left, int right) {
    if (left < right) {
        int mid = left + (right - left) / 2;
        
        // 递归排序左半部分和右半部分
        merge_sort(arr, left, mid);
        merge_sort(arr, mid + 1, right);
        
        // 合并两个有序数组
        merge(arr, left, mid, right);
    }
}

int main() {
    int arr[] = {38, 27, 43, 3, 9, 82, 10};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int i;
    
    printf("原始数组：");
    for (i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
    
    // 排序
    merge_sort(arr, 0, n - 1);
    
    printf("排序后数组：");
    for (i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
    
    return 0;
}

代码中的 `merge` 函数用于合并两个有序数组，这里使用了动态分配内存的方式。`merge_sort` 函数是自顶向下的归并排序，该函数首先将数组分成两个部分，然后递归排序左半部分和右半部分，最后将两个有序数组合并成一个有序数组。在 `main` 函数中，我们先输出原始数组，然后调用 `merge_sort` 函数对数组进行排序，最后输出排序后的数组。