合并排序

合并排序与很多有用的算法类似 合并排序基于这样一个技巧 将 2 个大小为 N 2 的已排序序列合并为一个 N 元素已排序序列仅需要 N 次操作 这个方法叫做合并 我们用个简单的例子来看看这是什么意思 通过此图你可以看到 在 2 个 4 元素序列里你只需要迭代一次 就能构建最终的 8 元素已排序序列 因为两个 4 元素序列已经排好序了 1 在两个序列中 比较当前元素 当前 头一次出现的第一个 2

与很多有用的算法类似,合并排序基于这样一个技巧:将 2 个大小为 N/2 的已排序序列合并为一个 N 元素已排序序列仅需要 N 次操作。这个方法叫做合并。

通过此图你可以看到,在 2 个 4元素序列里你只需要迭代一次,就能构建最终的8元素已排序序列,因为两个4元素序列已经排好序了:

array mergeSort(array a) if(length(a)==1) return a[0]; end if //recursive calls [left_array right_array] := split_into_2_equally_sized_arrays(a); array new_left_array := mergeSort(left_array); array new_right_array := mergeSort(right_array); //merging the 2 small ordered arrays into a big one array result := merge(new_left_array,new_right_array); return result;

合并排序是把问题拆分为小问题,通过解决小问题来解决最初的问题(注:这种算法叫分治法,即『分而治之、各个击破』)。如果你不懂,不用担心,我第一次接触时也不懂。如果能帮助你理解的话,我认为这个算法是个两步算法:

  • 拆分阶段,将序列分为更小的序列
  • 排序阶段,把小的序列合在一起(使用合并算法)来构成更大的序列

拆分阶段

这里写图片描述
在拆分阶段过程中,使用3个步骤将序列分为一元序列。步骤数量的值是 log(N) (因为 N=8, log(N)=3)。【译者注:底数为2,下文有说明】

我怎么知道这个的?

我是天才!一句话:数学。道理是每一步都把原序列的长度除以2,步骤数就是你能把原序列长度除以2的次数。这正好是对数的定义(在底数为2时)。

排序阶段

这里写图片描述
在排序阶段,你从一元序列开始。在每一个步骤中,你应用多次合并操作,成本一共是 N=8 次运算。

合并排序的强大之处

为什么这个算法如此强大?

因为:

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