归并排序实现的原理是分治思想,先自顶向下分(递归),分到不能再分之后(每个分组只剩一个元素),再自底向上进行合并(递归返回),每次合并是直接在原数组上修改的,但修改之前需要用一个临时数组来记录合并过程中得到的有序元素。
时间复杂度:O(n logn),每层耗时O(n),一共logn层
空间复杂度:O(n)
代码如下:
#include <iostream>
#include <vector>
#include <ctime>
#define NUM 10
using namespace std;
//治
void mergeFunc(vector<int>& nums, int lo, int mid, int hi){
int left=lo, right=mid+1;
vector<int> tmp;
while(left<=mid || right<=hi){
if(nums[left]<=nums[right]){
tmp.push_back(nums[left]);
left++;
}
else{
tmp.push_back(nums[right]);
right++;
}
//右半边数组元素已经全部存完
while(left <= mid && right>hi){
tmp.push_back(nums[left]);
left++;
}
//左半边数组元素已经全部存完
while(left>mid && right<=hi){
tmp.push_back(nums[right]);
right++;
}
}
//直接在原数组中进行修改
for(int i=lo; i<=hi; i++){
nums[i] = tmp[i-lo];
}
}
//分
void mergeSort(vector<int>& nums, int lo, int hi) {
if(lo>=hi) return;
int mid = (lo+hi)>>1;
mergeSort(nums, lo, mid);
mergeSort(nums, mid+1, hi);
mergeFunc(nums, lo, mid, hi);
}
int main() {
auto t1=clock();
vector<int> nums(NUM); // 10 65 8 3 5 7 5 11 6 33
for(auto& num : nums) cin >> num;
//递归实现
mergeSort(nums, 0, nums.size() - 1);
cout << "time cost : " << clock()-t1 << " ms" << endl;
//非递归实现待补充,要用栈实现
for(auto num : nums) cout << num << " ";
return 0;
}