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[数据结构]：16-归并排序（顺序表指针实现形式）（C语言实现）

news 2025/6/23 7:29:17

前言

已完成内容

归并排序实现

01-开发环境

02-文件布局

03-代码

01-主函数

02-头文件

03-PSeqListFunction.cpp

04-SortFunction.cpp

结语

前言

此专栏包含408考研数据结构全部内容，除其中使用到C++引用外，全为C语言代码。使用C++引用主要是为了简化指针的使用，避免二重指针的出现。

已完成内容

[数据结构]：01-顺序表（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

[数据结构]：02-单链表（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

[数据结构]：03-栈（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

[数据结构]：04-循环队列（数组）（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

[数据结构]：05-循环队列（链表）（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

[数据结构]：06-队列（链表带头结点）（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

[数据结构]：07-二叉树（无头结点）（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

[数据结构]：08-顺序查找（顺序表指针实现形式）（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

[数据结构]：09-二分查找（顺序表指针实现形式）（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

[数据结构]：10-二叉排序树（无头结点）（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

[数据结构]：11-冒泡排序（顺序表指针实现形式）（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

[数据结构]：12-快速排序（顺序表指针实现形式）（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

[数据结构]：13-插入排序（顺序表指针实现形式）（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

[数据结构]：14-选择排序（顺序表指针实现形式）（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

[数据结构]：15-堆排序（顺序表指针实现形式）（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

归并排序实现

01-开发环境

语言：C/C++14

编译器：MinGW64

集成开发环境：CLion2022.1.3

02-文件布局

请在CLion集成开发环境中创建C++可执行程序，否则无法运行，原因上面已解释。

03-代码

01-主函数

用于测试归并排序。

// 顺序表以指针形式实现(申请堆空间，可动态控制顺序表大小)--数组实现形式不可以动态控制顺序表大小
#include "./Head/PSeqSearchData.h"
#include "./Source/PSeqListFunction.cpp"
#include "./Source/SortCommon.cpp"
#include "./Source/SortFunction.cpp"int main() {// 顺序表初始化PSeqList PSL;PSeqListCreate(PSL, MaxSize);PSeqListPrint(PSL);// 调试内容
//    int Array[] = {2, 3, 1, 5, 1, 10};memcpy(PSL.data, Array, sizeof(Array));
//    PSL.data = Array;
//    PSL.ListLength = 6;// 归并排序// end--表示数组中最后一个元素位置(Length - 1)MergeSort(PSL.data, 0, PSL.ListLength - 1);PSeqListPrint(PSL);return 0;
}

02-头文件

用于存储结构体和常量等。

//
// Created by 24955 on 2023-03-02.
// 顺序表以指针形式实现(申请堆空间，可动态控制顺序表大小)-数组实现形式不可以动态控制顺序表大小
//#ifndef INC_01_SEQUENCESEARCH_PSEQSEARCHDATA_H
#define INC_01_SEQUENCESEARCH_PSEQSEARCHDATA_H
// 头文件
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>// 常量
#define MaxSize 10
typedef int ElemType;// 结构体
// 顺序表结构体(以指针形式实现)
typedef struct {ElemType *data;int ListLength;
}PSeqList;
#endif //INC_01_SEQUENCESEARCH_PSEQSEARCHDATA_H

03-PSeqListFunction.cpp

用于存储顺序表初始化和打印输出等函数。

//
// Created by 24955 on 2023-03-02.
// 顺序表以指针形式实现(申请堆空间，可动态控制顺序表大小)--数组实现形式不可以动态控制顺序表大小
// 不使用哨兵
//
// 顺序表初始化
void PSeqListCreate(PSeqList &PSList, int Length) {/** 1. 为顺序表申请堆空间* 2. 根据Length大小设置顺序表长度* 3. 随机数初始化顺序表*/PSList.ListLength = Length;PSList.data = (ElemType *) malloc((PSList.ListLength) * sizeof(ElemType));srand(time(NULL));for (int i = 0; i < PSList.ListLength; i++) {PSList.data[i] = rand() % 100;}
}// 顺序表打印输出
void PSeqListPrint(PSeqList PSList) {/** 1. 0号元素为哨兵因此从1号元素开始打印输出*/for (int i = 0; i < PSList.ListLength; i++) {printf("%3d", PSList.data[i]);}printf("\n");
}

04-SortFunction.cpp

用于存储归并排序函数。

//
// Created by 24955 on 2023-03-06.
// 归并排序时间复杂度O(n*log2n)，空间复杂度O(n)
//
void SortTwoOrderedArrays(ElemType *Data, int start, int mid, int end) {/** 1. 具体思想看下方注释*/// 申请缓存数据空间(最大使用空间为MaxSize，最小使用空间为2)// 采用static避免重复初始化，空间复杂度为O(n)static int TemporaryData[MaxSize];/** 1. i表示左有序数组开始下标，mid表示左有序数组结束下标* 2. j表示右有序数组开始下标，end表示右有序数组结束下标* 3. pos表示临时数组下标，从0开始* 4. 结束条件为左、右数组元素均为空*/for (int i = start, j = mid + 1, pos = 0; i <= mid || j <= end; pos++) {// 若左有序数组为空，将右有序数组所剩元素依次加到临时数组后面if (i > mid) {TemporaryData[pos] = Data[j++];} else if (j > end) {// 若右有序数组为空，将左有序数组所剩元素依次加到临时数组后面TemporaryData[pos] = Data[i++];} else {// 若两者都不为空，比较当前第一个元素大小，谁小将其加入临时数组并后移一位if (Data[i] <= Data[j]) {// 此处是左数组加入并后移一位TemporaryData[pos] = Data[i++];} else {// 此处是右数组加入并后移一位TemporaryData[pos] = Data[j++];}}}// 将临时数组中排好序的元素依次写入Data中for (int i = start, pos = 0; i <= end; i++, pos++) {Data[i] = TemporaryData[pos];}
}// 归并排序
void MergeSort(ElemType *Data, int start, int end) {/** 1. 首先不断进行二分，直到只剩一个元素为止* 2. 随后对两有序数组进行排序* 3. 依次递归下去便可得有序数组*/// 计算二分中间所在位置int mid = (start + end) / 2;// 递归结束条件为数组中只有一个元素(自身有序)if (end == start) {return;} else {// 向前、后各递归排序(一分为二)MergeSort(Data, start, mid);MergeSort(Data, mid + 1, end);// 对两有序数组进行排序SortTwoOrderedArrays(Data, start, mid, end);}
}