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归并排序原理详解!

时间:2017-10-01 13:39:14      阅读:258      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:简洁   复制   data   repeat   算法设计   调用   个数   简介   str   

无论在空间的利用上还是原理的简介,使用空间换取时间的代价是必须的!

申请一定量的动态空间,double也是有可能!实际会有许多的问题。

时间复杂度,计算方法如下!因为每次比较都为( k*n/2 )+l*n/4..............如下进行。

一开始的正向分析:考虑如下进行,使用共有log2(n)*(n/k)的比较次数级+同等级数的合并次数。但由于表达的方式不清晰。

T(N) = T(N/2) + O(N);进行时间复杂度的求解。

数学上的递推表达式可以用来表示------>Dynamic Programming

求解过程如下:

 

Master thoery(主定理)

推出T(N)=N*T(1)+log(n)*cn

 

有前后关系的,操作相同的增长序列的拓展规律,

递归!递归看作一种特殊的动态规划。

DRY - Don‘t Repeat Yourself 原则

Top-down - 分析方法!复杂问题一种分析方法!自顶向下分解问题

 

     归并(Merge)排序法是将两个(或两个以上)有序表合并成一个新的有序表,即把待排序序列分为若干个子序列,每个子序列是有序的。然后再把有序子序列合并为整体有序序列。

一次归并算法

1、基本思路
      设两个有序的子文件(相当于输入堆)放在同一向量中相邻的位置上:R[low..m],R[m+1..high],先将它们合并到一个局部的暂存向量R1(相当于输出堆)中,待合并完成后将R1复制回R[low..high]中。
      合并过程中,设置i,j和p三个指针,其初值分别指向这三个记录区的起始位置。合并时依次比较R[i]和R[j]的关键字,取关键字较小的记录复制到R1[p]中,然后将被复制记录的指针i或j加1,以及指向复制位置的指针p加1。
      重复这一过程直至两个输入的子文件有一个已全部复制完毕(不妨称其为空),此时将另一非空的子文件中剩余记录依次复制到R1中即可。
      实现时,R1是动态申请的,因为申请的空间可能很大,故须加入申请空间是否成功的处理。

Down - top 自底向上的方法

      自底向上的基本思想是:第1趟归并排序时,将待排序的文件R[1..n]看作是n个长度为1的有序子文件,将这些子文件两两归并,若n为偶数,则得到n/2个长度为2的有序子文件;若n为奇数,则最后一个子文件轮空(不参与归并)。故本趟归并完成后,前lg n个有序子文件长度为2,但最后一个子文件长度仍为1;第2趟归并则是将第1趟归并所得到的lg n个有序的子文件两两归并,如此反复,直到最后得到一个长度为n的有序文件为止。
      上述的每次归并操作,均是将两个有序的子文件合并成一个有序的子文件,故称其为"二路归并排序"。类似地有k(k>2)路归并排序。
分析:
       在某趟归并中,设各子文件长度为length(最后一个子文件的长度可能小于length),则归并前R[1..n]中共有个有序的子文件:R
[1..length],R[length+1..2length],…。
      调用归并操作将相邻的一对子文件进行归并时,必须对子文件的个数可能是奇数、以及最后一个子文件的长度小于length这两种特殊情况进行特殊处理:
① 若子文件个数为奇数,则最后一个子文件无须和其它子文件归并(即本趟轮空);
② 若子文件个数为偶数,则要注意最后一对子文件中后一子文件的区间上界是n。

 

Top-down 自顶向下的方法


      采用分治法进行自顶向下的算法设计,形式更为简洁。
      设归并排序的当前区间是R[low..high],分治法的三个步骤是:
①分解:将当前区间一分为二,即求分裂点
                 mid=(low+high)/2

//分裂点的求解过程!无需遵循实际的二分原则,进行就同解
②求解:递归地对两个子区间R[low..mid]和R[mid+1..high]进行归并排序;
③组合:将已排序的两个子区间R[low..mid]和R[mid+1..high]归并为一个有序的区间R[low..high]。

归并排序原理详解!

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原文地址:http://www.cnblogs.com/fenglongyu/p/7617040.html

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