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如何实现Cormen和Co的“算法导论”中的合并排序

algorithm

我正在从Cormen和Co.学习算法,并且在从其伪代码实现合并排序时遇到问题。我通过以下方式编译它:

$ gcc -Wall -g merge_sort.c

我有一个问题,因为对于数字:

2 4 5 7 1 2 3 6

结果是:

1 2 2 3 3 4 5 5

我试图仔细阅读伪代码,但这对我没有帮助。我想知道我在做什么错。下面是我的代码:

#include <stdio.h>

#define SIZE 8

void merge(int *array_of_integers, int p, int q, int r) {
    int n1 = q - p + 1;
    int n2 = r - q; 
    int i, j, k;
    int left_array[n1 + 1];
    int right_array[n2 + 1];

    for (i = 0; i < n1; i++)
        left_array[i] = array_of_integers[p + i];
    for (j = 0; j < n2; j++)
        right_array[j] = array_of_integers[q + j];

    i = 0;
    j = 0;

    for (k = p; k < r; k++){
        if (left_array[i] <= right_array[j]) {
            array_of_integers[k] = left_array[i];
            i++;
        } else {
            array_of_integers[k] = right_array[j];
            j++;
        }   
    }
}

void merge_sort(int *array_of_integers, int p, int r) {
    if (p < r) {
        int q = (p + r) / 2;
        merge_sort(array_of_integers, p, q);
        merge_sort(array_of_integers, q + 1, r);
        merge(array_of_integers, p, q, r);
    }
}

void print_array(int *array_of_integers, int amout_of_integers) {
    int i;
    for(i = 0; i < amout_of_integers; i++)
        printf("%d ", array_of_integers[i]);
    puts("");
}

int main(void) {
    int dataset[] = { 2, 4, 5, 7, 1, 2, 3, 6 };

    print_array(dataset, SIZE);
    merge_sort(dataset, 0, SIZE);
    print_array(dataset, SIZE);

    return 0;
}

编辑:(正确的解决方案)

 void merge(int *array_of_integers, int p, int q, int r) {
     int n1 = q - p + 1;
     int n2 = r - q; 
     int i, j, k;
     int left_array[n1 + 1];
     int right_array[n2 + 1];

     left_array[n1] = 123456798;
     right_array[n2] = 123456798;

     for (i = 0; i < n1; i++)
         left_array[i] = array_of_integers[p + i];
     for (j = 0; j < n2; j++)
         right_array[j] = array_of_integers[q + j + 1];

     i = 0;
     j = 0;

     for (k = p; k <= r; k++) {
         if (left_array[i] <= right_array[j]) {
             array_of_integers[k] = left_array[i];
             i++;
         } else {
             array_of_integers[k] = right_array[j];
             j++;
         }
     }
 }

 void merge_sort(int *array_of_integers, int p, int r) {
     if(p < r) {
         int q = (p + r) / 2;
         merge_sort(array_of_integers, p, q);
         merge_sort(array_of_integers, q + 1, r);
         merge(array_of_integers, p, q, r);
     }
 }

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2020-07-28

共1个答案

小编典典

您的代码中有两个问题。

第一,您需要弄清楚所传递的参数的含义。在merge_sort内部,看起来p是要排序的第一个元素,r是要排序的最后一个元素。但是,在调用merge_sort的地方,主要是传递0和SIZE。这里,0是要排序的第一个元素,但SIZE不能是最后一个元素,因为(大概)它是要排序的元素数。在您的示例中,传递的是8,但是要排序的最后一个元素是7。因此,请决定是否要更改merge_sort,以使r为元素的数量,或者是否要更改main来传递SIZE-1。同样,在合并中,p似乎是要合并的第一个元素,q是第一个范围的最后一个元素(所以q
+ 1是第二个范围的第一个元素),r是第二个范围的最后一个元素。但是,当您从array_of_integers复制到right_array时,您从q +
j复制。当j为零时,这将复制第一个范围的最后一个元素,但是您需要第二个范围的第一个元素。因此,您需要清除索引的这些用途。(此外,您只需要n1和n2个元素用于left_array和right_array,而不需要n1
+ 1和n2 + 1。)还要检查k上的循环,for(k = p; k < r; k++)。该循环的延续条件应该是什么?

第二,合并left_array和right_array时,您不会考虑数组可能为空的事实(因为先前已将所有元素复制出该数组),因此将left_array
[i]与right_array
[j]进行比较不起作用,因为i或j分别指示left_array或right_array之外的元素。例如,如果我已达到其限制(n1),则不应进行比较。相反,您应该仅从right_array中获取一个元素。

2020-07-28