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Freecodecamp Algorithm Merge Sort Guide | Freecodecamp算法合并排序指南 |
大多数现代语言都有内置的sort()函数,可以自动对输入数组或列表进行排序。你有没有想过排序功能如何在内部实际工作?了解常见的排序算法及其实现是编码访谈中最重要的部分。在本系列文章中,我们将介绍几种重要的排序算法。它们是如何实现的,时间和空间的复杂性等。我们的第一篇文章是Merge Sort。
要了解Merge Sort,有关递归的基本知识是先决条件。 Merge Sort基于Divide and Conquer原则。对N个整数数组进行排序的整个过程可归纳为三个步骤 -
- 将阵列分成两半。
- 使用相同的重复算法对左半部分和右半部分进行排序。
- 合并分类的一半。
使用Merge排序的最大优点是时间复杂度仅为n * log(n)以对整个Array进行排序。它比冒泡排序或插入排序的n ^ 2运行时间要好很多。
在编写代码之前,让我们在图表的帮助下理解合并排序的工作原理。
- 最初我们有一个包含6个未排序整数的数组Arr(5,8,3,9,1,2)
- 我们将阵列分成两半Arr1 =(5,8,3)和Arr2 =(9,1,2)。
- 再次,我们将它们分成两半:Arr3 =(5,8)和Arr4 =(3)和Arr5 =(9,1)和Arr6 =(2)
- 再次,我们将它们分成两半:Arr7 =(5),Arr8 =(8),Arr9 =(9),Arr10 =(1)和Arr6 =(2)
- 我们现在将比较这些子数组中的元素以合并它们。
履行
C ++实现
void merge(int array[], int left, int mid, int right)
{
int i, j, k;
// Size of left sublist
int size_left = mid - left + 1;
// Size of right sublist
int size_right = right - mid;
/* create temp arrays */
int Left[size_left], Right[size_right];
/* Copy data to temp arrays L[] and R[] */
for(i = 0; i < size_left; i++)
{
Left[i] = array[left+i];
}
for(j = 0; j < size_right; j++)
{
Right[j] = array[mid+1+j];
}
// Merge the temp arrays back into arr[left..right]
i = 0; // Initial index of left subarray
j = 0; // Initial index of right subarray
k = left; // Initial index of merged subarray
while (i < size_left && j < size_right)
{
if (Left[i] <= Right[j])
{
array[k] = Left[i];
i++;
}
else
{
array[k] = Right[j];
j++;
}
k++;
}
// Copy the remaining elements of Left[]
while (i < size_left)
{
array[k] = Left[i];
i++;
k++;
}
// Copy the rest elements of R[]
while (j < size_right)
{
array[k] = Right[j];
j++;
k++;
}
}
void mergeSort(int array[], int left, int right)
{
if(left < right)
{
int mid = (left+right)/2;
// Sort first and second halves
mergeSort(array, left, mid);
mergeSort(array, mid+1, right);
// Finally merge them
merge(array, left, mid, right);
}
}
Javascript实现
我们在JavaScript中编写MergeSort:
function mergeSort (arr) {
if (arr.length < 2) return arr;
var mid = Math.floor(arr.length /2);
var subLeft = mergeSort(arr.slice(0,mid));
var subRight = mergeSort(arr.slice(mid));
return merge(subLeft, subRight);
}
首先,我们检查数组的长度。如果它是1那么我们只返回数组。这将是我们的基本情况。否则,我们将找出中间值并将数组分成两半。我们现在将对MergeSort函数的递归调用对两个部分进行排序。
function merge (a,b) {
var result = [];
while (a.length >0 && b.length >0)
result.push(a[0] < b[0]? a.shift() : b.shift());
return result.concat(a.length? a : b);
}
当我们合并两个半时,我们将结果存储在辅助数组中。我们将左数组的起始元素与右数组的起始元素进行比较。哪个较小的将被推入结果数组中,我们将使用[shift()运算符从相应的数组中删除它。如果我们最终得到左或右数组中的值,我们只需在结果的末尾连接它。这是排序结果:
var test = [5,6,7,3,1,3,15];
console.log(mergeSort(test));
>> [1, 3, 3, 5, 6, 7, 15]
如果您仍然无法理解MergeSort, 视频说明将使其更加清晰。