歸併排序-《算法導論》學習筆記二

算法導論第二章3小節講到分治法,即將大問題化解爲規模小一些的同類問題,這樣先處理小問題,再合併兩個小問題再解決,遞歸的思路。按照書上的僞代碼,寫了c算法。

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>

void merge( int *arr, int p,
    int q, int r )
{
    int arrlen = r - p + 1;
    int *tmparr = (int *)malloc( sizeof(int) * arrlen );
    int i, j, k, tmp;

    for ( i = 0; i < arrlen; i++ )
        tmparr[i] = arr[i + p];

    j = 0;
    k = q - p + 1;

    for ( i = p; i < r + 1; i++ )
    {
        if ( tmparr[j] > tmparr[k] )
        {
            arr[i] = tmparr[k];
            k++;
        }
        else
        {
            arr[i] = tmparr[j];
            j++;
        }
        if ( j == q - p + 1 || k == r - p + 1 )
        {
            i++;
            break;
        }

    }
    for ( ; i < r + 1; i++ )
    {
        if ( j < q - p + 1 )
        {
            arr[i] = tmparr[j];
            j++;
            continue;
        }
        if ( k < r - p + 1 )
        {
            arr[i] = tmparr[k];
            k++;
            continue;
        }
    }

    free( tmparr );
    tmparr = NULL;
}
void mergeSort( int *arr, int p, int r )
{   
    int q;
    if ( p < r )
    {
        q = ( p + r ) / 2;
        mergeSort( arr, p, q );
        mergeSort( arr, q + 1, r );
        merge( arr, p, q, r );
    }
}
void sortLoop0( int *arr, int len )
{
    mergeSort( arr, 0, len - 1 );
}
//排序前後做時間對比,精度sec
void sortLoop( int *arr, int len )
{
    time_t tt0 = time( NULL );
    printf("\tbefore sort:%s", ctime(&tt0));
    sortLoop0( arr, len );
    time_t tt1 = time( NULL );
    printf("\tafter sort:%s", ctime(&tt1));
    printf("\tsort the array cost %d(sec),%d(min)\n", 
        (int)(tt1 - tt0), (int)((tt1 - tt0) / 60));
}
//初始化隨機數組
void initArr( int *arr, int lowV, 
    int upV, int len )
{
    srand( (int)time(NULL) );
    int i = 0;
    int size = upV - lowV;

    for ( ; i < len; i++ )
    { 
        arr[i] = rand() % size + lowV;  
    }
}
//打印數組
void printArr( int *arr, int len )
{
    int i = 0;
    for ( ; i < len; i++ )
        printf("%d ", arr[i]);
    printf("\n");
}
//這裏寫了個簡單得數組檢查,檢查是否
//是正確的遞增序列(怕自己的代碼沒檢查
//邊界條件偶爾有錯誤的排序數組)
int check_arr_increase( int *arr, int len )
{
    int i = 0;

    for ( ; i < len - 1; i++ )
    {
        if ( arr[i] <= arr[i + 1] )
            continue;
        else 
        {
            printf("array isn't increase!!!\n");
            return -1;
        }

    }
    printf("array is increase!!!!\n");
    return 0;
}
int main( int argc, char **argv )
{
    if ( argc != 4 )
    {
        printf("usage: ./execfile lowV upV len\n");
        return 0;
    }

    int lowV = atoi( argv[1] );
    int upV = atoi( argv[2] );
    unsigned int len = atoi( argv[3] );

    int *arr = NULL;
    arr = ( int *) malloc( len * sizeof(int) );

    initArr( arr, lowV, upV, len );
    //printArr( arr, len );
    sortLoop( arr, len );
    check_arr_increase( arr, len );
    //printArr( arr, len );

    free( arr );
    arr = NULL;

    return 0;
}

分治法的算法複雜度可以計算,效率是很恐怖的,排序取值10-1000000值長度1000萬的數組用時4s:
這裏寫圖片描述
排序取值10-1000000值長度1億的數組用時85s:
這裏寫圖片描述

繼續往後啃 …..

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