C语言实现归并排序：使用分治法的设计策略

本文将介绍使用分治法设计策略实现归并排序的C语言程序。代码示例展示了如何将数组递归地分割为子数组，然后合并成有序数组。

代码实现

#include <stdio.h>

// 合并两个有序数组
void merge(int arr[], int left[], int leftSize, int right[], int rightSize) {
    int i = 0, j = 0, k = 0;

    while (i < leftSize && j < rightSize) {
        if (left[i] <= right[j]) {
            arr[k++] = left[i++];
        } else {
            arr[k++] = right[j++];
        }    
    }

    while (i < leftSize) {
        arr[k++] = left[i++];
    }

    while (j < rightSize) {
        arr[k++] = right[j++];
    }
}

// 归并排序
void mergeSort(int arr[], int size) {
    if (size < 2) {
        return;
    }

    int mid = size / 2;
    int left[mid];
    int right[size - mid];

    for (int i = 0; i < mid; i++) {
        left[i] = arr[i];
    }

    for (int i = mid; i < size; i++) {
        right[i - mid] = arr[i];
    }

    mergeSort(left, mid);
    mergeSort(right, size - mid);
    merge(arr, left, mid, right, size - mid);
}

// 打印数组
void printArray(int arr[], int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf('%d ', arr[i]);
    }
    printf('\n');
}

int main() {
    int arr[] = {12, 11, 13, 5, 6, 7};
    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    printf('原始数组: ');
    printArray(arr, size);

    mergeSort(arr, size);

    printf('排序后数组: ');
    printArray(arr, size);

    return 0;
}

代码分析

这个程序使用了分治法的思想来实现归并排序。

1. merge 函数: 该函数用于合并两个有序数组。它通过比较两个数组的元素，将较小的元素依次放入目标数组中，直到其中一个数组为空。

2. mergeSort 函数: 该函数用于排序数组。它首先判断数组的大小，如果小于 2，则直接返回。否则，找到数组的中间位置，并将数组分为两个子数组。接下来，递归调用 mergeSort 函数对两个子数组进行排序，并最后调用 merge 函数将两个有序子数组合并成一个有序数组。

3. main 函数: 该函数首先定义一个数组，然后调用 mergeSort 函数对数组进行排序，最后打印排序后的结果。

总结

本文介绍了使用分治法设计策略实现归并排序的 C语言程序。通过代码示例和分析，我们可以更好地理解分治法的应用，并掌握 C语言实现排序算法的技巧。