zl程序教程

您现在的位置是:首页 >  后端

当前栏目

算法 : 归并排序

算法排序 归并
2023-09-27 14:27:27 时间

 算法步骤

  1. 申请空间,使其大小为两个已经排序序列之和,该空间用来存放合并后的序列;

  2. 设定两个指针,最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置;

  3. 比较两个指针所指向的元素,选择相对小的元素放入到合并空间,并移动指针到下一位置;

  4. 重复步骤 3 直到某一指针达到序列尾;

  5. 将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾。

  6. JavaScript

    实例

    function mergeSort(arr) {  // 采用自上而下的递归方法
        var len = arr.length;
        if(len < 2) {
            return arr;
        }
        var middle = Math.floor(len / 2),
            left = arr.slice(0, middle),
            right = arr.slice(middle);
        return merge(mergeSort(left), mergeSort(right));
    }

    function merge(left, right)
    {
        var result = [];

        while (left.length && right.length) {
            if (left[0] <= right[0]) {
                result.push(left.shift());
            } else {
                result.push(right.shift());
            }
        }

        while (left.length)
            result.push(left.shift());

        while (right.length)
            result.push(right.shift());

        return result;
    }

    Python

    实例

    def mergeSort(arr):
        import math
        if(len(arr)<2):
            return arr
        middle = math.floor(len(arr)/2)
        left, right = arr[0:middle], arr[middle:]
        return merge(mergeSort(left), mergeSort(right))

    def merge(left,right):
        result = []
        while left and right:
            if left[0] <= right[0]:
                result.append(left.pop(0))
            else:
                result.append(right.pop(0));
        while left:
            result.append(left.pop(0))
        while right:
            result.append(right.pop(0));
        return result

    Go

    实例

    func mergeSort(arr []int) []int {
            length := len(arr)
            if length < 2 {
                    return arr
            }
            middle := length / 2
            left := arr[0:middle]
            right := arr[middle:]
            return merge(mergeSort(left), mergeSort(right))
    }

    func merge(left []int, right []int) []int {
            var result []int
            for len(left) != 0 && len(right) != 0 {
                    if left[0] <= right[0] {
                            result = append(result, left[0])
                            left = left[1:]
                    } else {
                            result = append(result, right[0])
                            right = right[1:]
                    }
            }

            for len(left) != 0 {
                    result = append(result, left[0])
                    left = left[1:]
            }

            for len(right) != 0 {
                    result = append(result, right[0])
                    right = right[1:]
            }

            return result
    }

    Java

    实例

    public class MergeSort implements IArraySort {

        @Override
        public int[] sort(int[] sourceArray) throws Exception {
            // 对 arr 进行拷贝,不改变参数内容
            int[] arr = Arrays.copyOf(sourceArray, sourceArray.length);

            if (arr.length < 2) {
                return arr;
            }
            int middle = (int) Math.floor(arr.length / 2);

            int[] left = Arrays.copyOfRange(arr, 0, middle);
            int[] right = Arrays.copyOfRange(arr, middle, arr.length);

            return merge(sort(left), sort(right));
        }

        protected int[] merge(int[] left, int[] right) {
            int[] result = new int[left.length + right.length];
            int i = 0;
            while (left.length > 0 && right.length > 0) {
                if (left[0] <= right[0]) {
                    result[i++] = left[0];
                    left = Arrays.copyOfRange(left, 1, left.length);
                } else {
                    result[i++] = right[0];
                    right = Arrays.copyOfRange(right, 1, right.length);
                }
            }

            while (left.length > 0) {
                result[i++] = left[0];
                left = Arrays.copyOfRange(left, 1, left.length);
            }

            while (right.length > 0) {
                result[i++] = right[0];
                right = Arrays.copyOfRange(right, 1, right.length);
            }

            return result;
        }

    }

    PHP

    实例

    function mergeSort($arr)
    {
        $len = count($arr);
        if ($len < 2) {
            return $arr;
        }
        $middle = floor($len / 2);
        $left = array_slice($arr, 0, $middle);
        $right = array_slice($arr, $middle);
        return merge(mergeSort($left), mergeSort($right));
    }

    function merge($left, $right)
    {
        $result = [];

        while (count($left) > 0 && count($right) > 0) {
            if ($left[0] <= $right[0]) {
                $result[] = array_shift($left);
            } else {
                $result[] = array_shift($right);
            }
        }

        while (count($left))
            $result[] = array_shift($left);

        while (count($right))
            $result[] = array_shift($right);

        return $result;
    }

    C

    实例

    int min(int x, int y) {
        return x < y ? x : y;
    }
    void merge_sort(int arr[], int len) {
        int *a = arr;
        int *b = (int *) malloc(len * sizeof(int));
        int seg, start;
        for (seg = 1; seg < len; seg += seg) {
            for (start = 0; start < len; start += seg * 2) {
                int low = start, mid = min(start + seg, len), high = min(start + seg * 2, len);
                int k = low;
                int start1 = low, end1 = mid;
                int start2 = mid, end2 = high;
                while (start1 < end1 && start2 < end2)
                    b[k++] = a[start1] < a[start2] ? a[start1++] : a[start2++];
                while (start1 < end1)
                    b[k++] = a[start1++];
                while (start2 < end2)
                    b[k++] = a[start2++];
            }
            int *temp = a;
            a = b;
            b = temp;
        }
        if (a != arr) {
            int i;
            for (i = 0; i < len; i++)
                b[i] = a[i];
            b = a;
        }
        free(b);
    }

    递归版:

    实例

    void merge_sort_recursive(int arr[], int reg[], int start, int end) {
        if (start >= end)
            return;
        int len = end - start, mid = (len >> 1) + start;
        int start1 = start, end1 = mid;
        int start2 = mid + 1, end2 = end;
        merge_sort_recursive(arr, reg, start1, end1);
        merge_sort_recursive(arr, reg, start2, end2);
        int k = start;
        while (start1 <= end1 && start2 <= end2)
            reg[k++] = arr[start1] < arr[start2] ? arr[start1++] : arr[start2++];
        while (start1 <= end1)
            reg[k++] = arr[start1++];
        while (start2 <= end2)
            reg[k++] = arr[start2++];
        for (k = start; k <= end; k++)
            arr[k] = reg[k];
    }

    void merge_sort(int arr[], const int len) {
        int reg[len];
        merge_sort_recursive(arr, reg, 0, len - 1);
    }

    C++

    迭代版:

    实例

    template<typename T> // 整數或浮點數皆可使用,若要使用物件(class)時必須設定"小於"(<)的運算子功能
    void merge_sort(T arr[], int len) {
        T *a = arr;
        T *b = new T[len];
        for (int seg = 1; seg < len; seg += seg) {
            for (int start = 0; start < len; start += seg + seg) {
                int low = start, mid = min(start + seg, len), high = min(start + seg + seg, len);
                int k = low;
                int start1 = low, end1 = mid;
                int start2 = mid, end2 = high;
                while (start1 < end1 && start2 < end2)
                    b[k++] = a[start1] < a[start2] ? a[start1++] : a[start2++];
                while (start1 < end1)
                    b[k++] = a[start1++];
                while (start2 < end2)
                    b[k++] = a[start2++];
            }
            T *temp = a;
            a = b;
            b = temp;
        }
        if (a != arr) {
            for (int i = 0; i < len; i++)
                b[i] = a[i];
            b = a;
        }
        delete[] b;
    }

    递归版:

    实例

    void Merge(vector<int> &Array, int front, int mid, int end) {
        // preconditions:
        // Array[front...mid] is sorted
        // Array[mid+1 ... end] is sorted
        // Copy Array[front ... mid] to LeftSubArray
        // Copy Array[mid+1 ... end] to RightSubArray
        vector<int> LeftSubArray(Array.begin() + front, Array.begin() + mid + 1);
        vector<int> RightSubArray(Array.begin() + mid + 1, Array.begin() + end + 1);
        int idxLeft = 0, idxRight = 0;
        LeftSubArray.insert(LeftSubArray.end(), numeric_limits<int>::max());
        RightSubArray.insert(RightSubArray.end(), numeric_limits<int>::max());
        // Pick min of LeftSubArray[idxLeft] and RightSubArray[idxRight], and put into Array[i]
        for (int i = front; i <= end; i++) {
            if (LeftSubArray[idxLeft] < RightSubArray[idxRight]) {
                Array[i] = LeftSubArray[idxLeft];
                idxLeft++;
            } else {
                Array[i] = RightSubArray[idxRight];
                idxRight++;
            }
        }
    }

    void MergeSort(vector<int> &Array, int front, int end) {
        if (front >= end)
            return;
        int mid = (front + end) / 2;
        MergeSort(Array, front, mid);
        MergeSort(Array, mid + 1, end);
        Merge(Array, front, mid, end);
    }

    C#

    实例

    public static List<int> sort(List<int> lst) {
        if (lst.Count <= 1)
            return lst;
        int mid = lst.Count / 2;
        List<int> left = new List<int>();  // 定义左侧List
        List<int> right = new List<int>(); // 定义右侧List
        // 以下兩個循環把 lst 分為左右兩個 List
        for (int i = 0; i < mid; i++)
            left.Add(lst[i]);
        for (int j = mid; j < lst.Count; j++)
            right.Add(lst[j]);
        left = sort(left);
        right = sort(right);
        return merge(left, right);
    }
    /// <summary>
    /// 合併兩個已經排好序的List
    /// </summary>
    /// <param name="left">左側List</param>
    /// <param name="right">右側List</param>
    /// <returns></returns>
    static List<int> merge(List<int> left, List<int> right) {
        List<int> temp = new List<int>();
        while (left.Count > 0 && right.Count > 0) {
            if (left[0] <= right[0]) {
                temp.Add(left[0]);
                left.RemoveAt(0);
            } else {
                temp.Add(right[0]);
                right.RemoveAt(0);
            }
        }
        if (left.Count > 0) {
            for (int i = 0; i < left.Count; i++)
                temp.Add(left[i]);
        }
        if (right.Count > 0) {
            for (int i = 0; i < right.Count; i++)
                temp.Add(right[i]);
        }
        return temp;
    }

    Ruby

    实例

    def merge list
      return list if list.size < 2

      pivot = list.size / 2

      # Merge
      lambda { |left, right|
        final = []
        until left.empty? or right.empty?
          final << if left.first < right.first; left.shift else right.shift end
        end
        final + left + right
      }.call merge(list[0...pivot]), merge(list[pivot..-1])
    end