一步一步写算法（之合并排序）

原文:一步一步写算法（之合并排序）

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。  联系信箱：feixiaoxing @163.com】

    前面一篇博客提到的快速排序是排序算法中的一种经典算法。和快速排序一样，合并排序是另外一种经常使用的排序算法。那么合并排序算法有什么不同呢？关键之处就体现在这个合并上面。
    合并算法的基本步骤如下所示：
    1）把0~length-1的数组分成左数组和右数组
    2）对左数组和右数组进行迭代排序
    3）将左数组和右数组进行合并，那么生成的整个数组就是有序的数据数组

    下面就开始实践操作：
    a）创建函数，判断参数的合法性

void merge_sort(int array[], int length)
{
	if(NULL == array || 0 == length)
		return ;
	_merge_sort(array, 0, length-1);
}

    b）进行merge函数迭代操作

void _merge_sort(int array[], int start, int end)
{
	if(start >= end)
		return;

	int middle = start + ((end - start) >> 1);
	_merge_sort(array, start, middle);
	_merge_sort(array, middle + 1, end);
	_merge_data_in_array(array, start, middle, end);
}

    c）对合并后的队列进行合并操作

void _merge_data_in_array(int array[], int start, int middle, int end)
{
	int length = end - start + 1;
	int* pData = NULL;
	int left = start;
	int right = middle + 1;
	int all = 0;

	/* allocate new memory to the space */
	pData = (int*) malloc(sizeof(int) * length);
	assert(NULL != pData);
	memset(pData, 0, length);

	/* begin to move data */
	while(right <= end){
		while(array[left] <= array[right] && left <= middle){
			pData[all] = array[left]; left ++; all ++;
		}

		if(left > middle)  {
			break;
		}

		while(array[left] > array[right] && right <= end){
			pData[all] = array[right]; right ++; all ++;
		}
	}

	/* move the left data */
	if(left <= middle)
		memmove(&pData[all], &array[left], sizeof(int) * (middle -left +1));

	if(right <= end)
		memmove(&pData[all], &array[right], sizeof(int) * (end - right + 1));

	memmove(&array[start], pData, sizeof(int) * length);
	free(pData);
}

    注： 文中使用的pData动态内存不是一种最优的处理办法，实际开发中可以由其他形式的数据类型代替。

    d）编写测试用例

static void test1()
{
	int array[] = {1};
	merge_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));
}

static void test2()
{
	int array[] = {2, 1};
	merge_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));
	assert(1 == array[0]);
	assert(2 == array[1]);
}

static void test3()
{
	int array[] = {3, 2, 1};
	merge_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));
	assert(1 == array[0]);
	assert(2 == array[1]);
	assert(3 == array[2]);
}

static void test4()
{
	int array[] = {4, 3, 5, 1};
	merge_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));
	assert(1 == array[0]);
	assert(3 == array[1]);
	assert(4 == array[2]);
	assert(5 == array[3]);
}

分析快速排序和合并排序的相同点和不同点：
    相同点： 都是迭代操作
    不同点： 快速排序，先分类再迭代；合并排序，先迭代再合并

【预告： 下面一篇博客主要介绍堆排序】