归并排序算法可以通过以下步骤实现:
定义一个函数mergeSort,接收一个整数数组 arr,以及数组的开始索引 start 和结束索引 end。如果 start 小于 end,则计算数组的中间索引 mid,并递归调用 mergeSort 函数,将数组分为两个子数组进行排序:mergeSort(arr, start, mid) 和 mergeSort(arr, mid+1, end)。定义一个函数 merge,接收三个整数数组 arr、start、mid 和 end。该函数用于合并两个已排序的子数组。首先创建两个临时数组 leftArr 和 rightArr,分别用来存储左子数组和右子数组的元素。将原始数组 arr 的元素从 start 到 mid 复制到 leftArr 中,将元素从 mid+1 到 end 复制到 rightArr 中。初始化三个变量 i、j 和 k,分别表示 leftArr、rightArr 和 arr 的当前元素索引。比较 leftArr[i] 和 rightArr[j] 的大小,将较小的元素复制到 arr[k],并将对应的索引递增。重复这一步骤,直到 leftArr 或 rightArr 的元素全部被复制到 arr 中。将剩余的元素从 leftArr 或 rightArr 复制到 arr 的剩余位置。最后,调用 mergeSort(arr, 0, len(arr)-1) 来对整个数组进行排序。以下是完整的 C 语言代码实现:
#include <stdio.h>void merge(int arr[], int start, int mid, int end) { int i, j, k; int n1 = mid - start + 1; int n2 = end - mid; int leftArr[n1], rightArr[n2]; // 临时数组 // 将原始数组的元素复制到左右子数组中 for (i = 0; i < n1; i++) leftArr[i] = arr[start + i]; for (j = 0; j < n2; j++) rightArr[j] = arr[mid + 1 + j]; // 合并左右子数组到原始数组 i = 0; j = 0; k = start; while (i < n1 && j < n2) { if (leftArr[i] <= rightArr[j]) { arr[k] = leftArr[i]; i++; } else { arr[k] = rightArr[j]; j++; } k++; } // 将剩余的元素从左右子数组复制到原始数组 while (i < n1) { arr[k] = leftArr[i]; i++; k++; } while (j < n2) { arr[k] = rightArr[j]; j++; k++; }}void mergeSort(int arr[], int start, int end) { if (start < end) { int mid = start + (end - start) / 2; mergeSort(arr, start, mid); mergeSort(arr, mid + 1, end); merge(arr, start, mid, end); }}int main() { int arr[] = {38, 27, 43, 3, 9, 82, 10}; int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); mergeSort(arr, 0, n - 1); printf("Sorted array: \n"); for (int i = 0; i < n; i++) printf("%d ", arr[i]); printf("\n"); return 0;}运行以上代码,输出结果为:
Sorted array: 3 9 10 27 38 43 82 
