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C++/GoLang如何實現(xiàn)自底向上的歸并排序

發(fā)布時間：2020-10-23 11:02:59 來源：腳本之家 閱讀：206 作者：NothingLeft了 欄目：開發(fā)技術(shù)

前言

上一篇文章寫了一個自頂向下的歸并排序，把一個完整的數(shù)組不斷二分，然后再合并。其實換一種思路：把數(shù)組中相鄰的N個元素看成是已經(jīng)二分好了的，直接進行合并，就省掉了二分那一步驟

自底向上的歸并排序示意圖

C++實現(xiàn):

template<typename T>
void mergeSortButton2Top(T arr[], int n) {
 for (int size = 1; size <= n; size += size) {
 for (int i = 0; i+size < n; i+=2*size) //對[i,i+size-1]和[i+size,i+2*size-1]進行歸并
  __merge(arr, i, i + size - 1, min(i + size + size - 1,n-1));// arr left mid right 如果i+2*size>n了，越界了，就取n-1
 }
}

template<typename T>
void __merge(T arr[], int left, int mid, int right) { //將arr[left,mid] 和 arr[mid+1,right] 兩部分進行歸并

 T *tmp=new T[right-left+1];
 for (int i = left; i <= right; i++)
 tmp[i - left] = arr[i]; //先把arr（需要合并的左右片段） 復(fù)制給tmp

 int i = left, j = mid + 1; // i 做為左半部分的指針 j作為右半部分的指針
 for (int k = left; k <= right; k++) {
 if (i > mid) { // 左半部分 已經(jīng)合入完了，將右半部分剩下的 全部合入
  arr[k] = tmp[j - left];
  j++;
 }
 else if (j > right) { // 右半部分 已經(jīng)合入完了，將左半部分剩下的 全部合入
  arr[k] = tmp[i - left];
  i++;
 }
 else if (tmp[i - left] < tmp[j - left]) {
  arr[k] = tmp[i - left];
  i++;
 }
 else {
  arr[k] = tmp[j - left];
  j++;
 }
 }
 delete[] tmp;
}

int main() {
 int arr[9] = { 1,5,6,78,12,5,1,12,54 };
 mergeSortButton2Top(arr,9);
 for (int i = 0; i < 9; i++) {
 cout << arr[i]<<" ";
 }
 return 0;
}

GoLang實現(xiàn):

func mergeSortButton2Top(arr [] int) {
 var lenth int = len(arr)
 for size := 1; size <= lenth; size += size {
  for i := 0; i+size < lenth; i += 2 * size { //對[i,i+size-1]和[i+size,i+2*size-1]進行歸并
   merge(arr, i, i+size-1, int(math.Min(float64(i+2*size-1), float64(lenth-1))))// arr left mid right 如果i+2*size>n了，越界了，就取n-1
  }
 }
}

func merge(arr []int, left, mid, right int) {
 // 將要合并的部分做個拷貝
 var tmp []int = make([]int, right-left+1)
 for i, j := left, 0; i <= right; i++ {
  tmp[j] = arr[i]
  j++
 }
 // i做為左半部分的指針 j作為右半部分的指針
 var i, j int = left, mid+1
 for k := left; k <= right; k++ {
  if i > mid { // 左半部分 已經(jīng)合入完了，將右半部分剩下的 全部合入
   arr[k] = tmp[j-left]
   j++
  } else if j > right { // 右半部分 已經(jīng)合入完了，將左半部分剩下的 全部合入
   arr[k] = tmp[i-left]
   i++
  } else if tmp[i-left] > tmp[j-left] {
   arr[k] = tmp[j-left]
   j++
  } else {
   arr[k] = tmp[i-left]
   i++
  }
 }
}

用golang對兩種歸并排序進行計時，觀察性能：

func createRandomArray(count int) []int {
 rand.Seed(time.Now().UnixNano())
 var arr [] int = make([]int, 0)
 for i := 0; i < count; i++ {
  arr = append(arr, rand.Intn(100))
 }
 return arr
}

func main() {
 count := 10000
 arr := createRandomArray(count)
 var arr2 []int = make([]int, count)
 copy(arr2, arr)
 start := time.Now()
 mergeSort(arr, 0, len(arr)-1)
 fmt.Println("自頂向下歸并排序 用時：", time.Since(start))

 start = time.Now()
 mergeSortButton2Top(arr2)
 fmt.Println("自底向上歸并排序 用時：", time.Since(start))
}

//輸出：
//自頂向下歸并排序 用時： 4.997ms
//自底向上歸并排序 用時： 3.9987ms

因為自底向上少了二分那個步驟，性能要優(yōu)于自頂向下的歸并排序

總結(jié)

到此這篇關(guān)于C++/GoLang如何實現(xiàn)自底向上的歸并排序的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++/GoLang自底向上的歸并排序內(nèi)容請搜索億速云以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持億速云！

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