C言語のマージソートアルゴリズムの実装方法

マージソートは分割統治アルゴリズムで、待ソート配列を2つの子配列に分割し、各子配列にマージソートを再帰的に適用してソートし、最後に2つのソート済み子配列を1つのソート済み配列にマージするものです。

1. 長さnのソート対象配列を、nを2で割った長さの2つの部分配列に分ける
2. 各部分列に帰還ソートを再帰的に行う
3. 2つのソート済みの部分列を1つのソート済みの列に結合する。

以下はマージソートのC言語実装です。

#include <stdio.h>

// 将两个有序的子序列合并成一个有序的序列
void merge(int arr[], int left, int mid, int right) {
    int i, j, k;
    int n1 = mid - left + 1;
    int n2 = right - mid;
    
    // 创建两个临时数组来存储两个子序列
    int L[n1], R[n2];
    
    // 将待排序序列分别复制到临时数组中
    for (i = 0; i < n1; i++) {
        L[i] = arr[left + i];
    }
    for (j = 0; j < n2; j++) {
        R[j] = arr[mid + 1 + j];
    }
    
    // 将两个子序列按照从小到大的顺序合并到原数组中
    i = 0;
    j = 0;
    k = left;
    while (i < n1 && j < n2) {
        if (L[i] <= R[j]) {
            arr[k] = L[i];
            i++;
        } else {
            arr[k] = R[j];
            j++;
        }
        k++;
    }
    
    // 将剩余的元素复制到原数组中
    while (i < n1) {
        arr[k] = L[i];
        i++;
        k++;
    }
    while (j < n2) {
        arr[k] = R[j];
        j++;
        k++;
    }
}

// 使用归并排序对序列进行排序
void mergeSort(int arr[], int left, int right) {
    if (left < right) {
        int mid = left + (right - left) / 2;
        
        // 对左侧子序列进行递归的归并排序
        mergeSort(arr, left, mid);
        
        // 对右侧子序列进行递归的归并排序
        mergeSort(arr, mid + 1, right);
        
        // 合并两个已经排好序的子序列
        merge(arr, left, mid, right);
    }
}

int main() {
    int arr[] = { 12, 11, 13, 5, 6, 7 };
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    
    printf("原始数组：");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
    
    mergeSort(arr, 0, n - 1);
    
    printf("排序后的数组：");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
    
    return 0;
}

実行結果:

原始数组：12 11 13 5 6 7 
排序后的数组：5 6 7 11 12 13 

上記は、マージソートを C 言語で実装する方法です。