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数据结构与算法之归并排序

程序员文章站 2022-06-04 17:30:30
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一、前言

归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法,该算法是采用分治法(Divide and Conquer的一个非常典型的应用。

二、算法思想

该算法采用经典的分治(divide-and-conquer)策略(分治法将问题(divide)成一些小的问题然后递归求解,而治(conquer)的阶段则将分的阶段得到的各答案"修补"在一起,即分而治之)。

数据结构与算法之归并排序

三、代码

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Fri Mar 30 13:16:10 2018

@author: Administrator
"""
def MergeSort(input_list):
    def merge(input_list,left,right,mid,temp):
        i=left
        j=mid+1
        k=0
        
        while i<=mid and j<=right:
            if input_list[i]<=input_list[i]:
                temp[k]=input_list[i]
                i+=1
            else:
                temp[k]=input_list[j]
                j+=1
            k+=1
        
        while i<=mid:
            temp[k]=input_list[i]
            i+=1
            k+=1
        while j<=right:
            temp[k]=input_list[j]
            j+=1
            k+=1
        
        k=0
        while left<=right:
            input_list[left]=temp[k]
            left+=1
            k+=1
    
    def merge_sort(input_list,left,right,temp):
        if left>=right:
            return;
        mid=(left+right)//2
        merge_sort(input_list,left,mid,temp)
        merge_sort(input_list,mid+1,right,temp)
        merge(input_list,left,mid,right,temp)
        
    if len(input_list)==0:
        return []
    sort_list=input_list
    temp=[0]*len(sort_list)
    merge_sort(sort_list,0,len(sort_list)-1,temp)
    return sort_list
            


if __name__=='__main__':
    input_list=[2,5,4,8,3,9,0,1]
    print('排序前:',input_list)
    sort_list=MergeSort(input_list)
    print('排序后:',sort_list)   

四、算法稳定性

1.归并排序算法的性能

数据结构与算法之归并排序

其中,log2n为以2为底,n的对数。

2.时间复杂度

归并排序的形式就是一棵二叉树,它需要遍历的次数就是二叉树的深度,而根据完全二叉树的可以得出它的时间复杂度是O(n*log2n)

3.空间复杂度

由前面的算法说明可知,算法处理过程中,需要一个大小为n的临时存储空间用以保存合并序列。

4.算法稳定性

在归并排序中,相等的元素的顺序不会改变,所以它是稳定的算法。



参考:http://cuijiahua.com/blog/2018/01/algorithm_7.html