C语言实现归并排序详解与代码示例

C语言归并排序是一种高效的排序算法，它基于分治法的思想，将一个大问题分解成若干个小问题来解决，然后再合并这些解，以达到整个问题的有序。在给定的代码片段中，主要涉及以下几个关键知识点： 1. **数据结构定义**: - `RedType` 结构体用于存储元素，包含一个整型变量 `key` 和一个字符指针 `otherinfo`。 - `SqList` 结构体用于表示顺序表，其中有一个指向 `RedType` 类型元素的指针数组 `r` 和整型变量 `length` 表示当前列表长度。 2. **函数 `Create_Sq()`**: 这个函数用于创建一个顺序表，用户输入指定数量的元素（不超过 `MAXSIZE`），然后逐个读取并插入 `RedType` 结构体数组 `R` 中，同时更新 `length`。 3. **`Merge()` 函数**: 这是归并操作的核心部分。该函数接收四个参数：两个 `RedType` 数组 `R` 和 `T`，以及两个索引 `low`, `mid`, `high`，分别表示子序列的起始、中间和结束位置。该函数通过比较 `R` 中的元素，将较小的元素逐步合并到 `T` 中，最后将未合并完的部分复制到 `T`，确保 `T` 保持有序。 4. **`MSort()` 函数 (Merge Sort)**: 这是归并排序的主要实现。函数首先检查 `low` 是否等于 `high`，若相等则直接返回，因为单个元素无需排序。否则，函数计算 `mid`，然后递归地对 `R` 的两个子序列 `[low...mid]` 和 `[mid+1...high]` 分别进行归并排序，然后调用 `Merge()` 函数将两个有序子序列合并到 `T` 中。 5. **动态内存分配**: 函数 `MSort()` 使用了动态内存 `new RedType[MAXSIZE];` 来临时存储子序列，以便于归并过程中的临时存储和处理。 6. **分治策略**: 归并排序遵循分治策略，将一个大问题划分为规模更小的子问题，直到子问题可以很容易地解决。在这个例子中，将原始序列分成两半，对每半进行排序，然后将它们合并成一个有序序列。 7. **复杂度分析**: 归并排序的时间复杂度为 O(n log n)，因为它在每个层级上都将序列拆分为两半，而合并操作是线性的。空间复杂度相对较高，为 O(n)，因为需要额外的空间存储子序列。 这段代码展示了如何使用 C 语言实现归并排序算法，包括创建顺序表、分割子序列、递归排序和合并有序子序列的过程。理解这个代码有助于掌握归并排序的基本原理和实际编程应用。