C語言實現歸併排序算法

歸併排序是創建在歸併操作上的一種有效的排序算法。下面小編為大家整理了C語言實現歸併排序算法，希望能幫到大家！

歸併排序（Merge sort）是創建在歸併操作上的一種有效的排序算法。該算法是採用分治法（Divide and Conquer）的一個非常典型的應用。

　一個歸併排序的例子:對一個隨機點的鏈表進行排序

算法描述

歸併操作的.過程如下：

申請空間，使其大小為兩個已經排序序列之和，該空間用來存放合併後的序列 設定兩個指針，最初位置分別為兩個已經排序序列的起始位置 比較兩個指針所指向的元素，選擇相對小的元素放入到合併空間，並移動指針到下一位置 重複步驟3直到某一指針到達序列尾 將另一序列剩下的所有元素直接複製到合併序列尾

特點：歸併排序是穩定的排序.即相等的元素的順序不會改變, 速度僅次於快速排序，但較穩定。

歸併操作

歸併操作(merge)，也叫歸併算法，指的是將兩個順序序列合併成一個順序序列的方法。

如：設有數列 [6，202，100，301，38，8，1]

初始狀態：6, 202, 100, 301, 38, 8, 1

第一次歸併後：[6, 202], [100, 301], [8, 38], [1]，比較次數：3；

第二次歸併後：[6, 100, 202, 301]，[1, 8, 38]，比較次數：4；

第三次歸併後：[1, 6, 8, 38, 100, 202, 301]，比較次數：4；

總的比較次數為：3+4+4=11,；

逆序數為14；

算法實現

// Completed on 2014.10.11 17:20// Language: C99//// 版權所有（C）codingwu (mail: ) // 博客地址：#includevoid merge_sort(int *list, const int first, const int last){ int len= last-first+1; int left_min,left_max; //左半區域邊界 int right_min,right_max; //右半區域邊界 int index; int i; int *tmp; tmp = (int *)malloc(sizeof(int)*len); if( tmp == NULL || len <= 0 ) return; for( i = 1; i < len; i *= 2 ) { for( left_min = 0; left_min < len - i; left_min = right_max) { int j; right_min = left_max = left_min + i; right_max = left_max + i; j = left_min; if ( right_max > len ) right_max = len; index = 0; while( left_min < left_max && right_min < right_max ) { tmp[index++] = (list[left_min] > list[right_min] ? list[right_min++] : list[left_min++]); } while( left_min < left_max ) { list[--right_min] = list[--left_max]; } while( index > 0 ) { list[--right_min] = tmp[--index]; } } } free(tmp);}int main(){ int a[] = {288, 52, 123, 30, 212, 23, 10, 233}; int n, mid; n = sizeof(a) / sizeof(a[0]); mid = n / 2; merge_sort(a, 0, n - 1); for(int k = 0; k < n; k++) printf("%d ", a[k]); printf("n"); return 0;}

使用遞歸實現：

// Completed on 2014.10.11 18:20// Language: C99//// 版權所有（C）codingwu (mail: ) // 博客地址：#includevoid merge(int *array,const int first, const int mid, const int last){ int i,index; int first1,last1; int first2,last2; int *tmp; tmp = (int *)malloc((last-first+1)*sizeof(int)); if( tmp == NULL ) return; first1 = first; last1 = mid; first2 = mid+1; last2 = last; index = 0; while( (first1 <= last1) && (first2 <= last2) ) { if( array[first1] < array[first2] ) { tmp[index++] = array[first1]; first1++; } else{ tmp[index++] = array[first2]; first2++; } } while( first1 <= last1 ) { tmp[index++] = array[first1++]; } while( first2 <= last2 ) { tmp[index++] = array[first2++]; } for( i=0; i<(last-first+1); i++) { array[first+i] = tmp[i]; } free(tmp);}void merge_sort(int *array, const int first, const int last){ int mid = 0; if(first < last) { mid = (first + last) / 2; merge_sort(array, first, mid); merge_sort(array, mid + 1, last); merge(array, first, mid, last); }}int main(){ int a[] = {288, 52, 123, 30, 212, 23, 10, 233}; int n, mid; n = sizeof(a) / sizeof(a[0]); mid = n / 2; merge_sort(a, 0, n - 1); for(int k = 0; k < n; k++) printf("%d ", a[k]); printf("n"); return 0;}