归并排序 递归和非递归实现

/*
名称:归并排序  递归调用  自顶向下
描述:将数组arr的从p到r进行排序.
merge负责进行将两个已经排序的函数进行归并
flag=0  从小到大排序
flag=非0  从大到小排序
算法复杂度: n*logn
时间:15.7.11
Jason Zhou
热爱你所写下的程序，他是你的伙伴，而不是工具.
*/

#include<iostream>
using namespace  std;

void print_arr(int arr[],int len)
{
cout<<"-----------"<<endl;
for(int i=0;i<len;i++)
cout<<arr[i]<<endl;
}

//合并
int merge(int arr[],int p,int q,int r,int flag)
{
cout<<"merge:  p="<<p<<"  q="<<q<<" r="<<r<<endl;
int l1=q-p+1;
int l2=r-q;
int *ta=new int[l1];
int *tb=new int[l2];

for (int i1=0;i1<l1;i1++)
{
ta[i1]=arr[p+i1];//注意  p+i1
}

for (int i2=0;i2<l2;i2++)
{
tb[i2]=arr[q+i2+1];//注意  q+i2+1
}

int a1=0;
int b1=0;
int k=p;
if (!flag)
{
while(  ( a1<l1)&&( b1<l2 ) )
{
if (  ta[a1]<tb[b1]  )
{
arr[k++]=ta[a1++];
}
else
{
arr[k++]=tb[b1++];
}
}
}
else
{
while(  ( a1<l1)&&( b1<l2 ) )
{
if (  ta[a1]<tb[b1]  )
{
arr[k++]=tb[b1++];
}
else
{
arr[k++]=ta[a1++];
}
}

}

while(a1<l1)
{
arr[k++]=ta[a1++];
}

while(b1<l2)
{
arr[k++]=tb[b1++];
}

delete ta;
delete tb;
return 0;

}

int merge_sort(int arr[],int p,int r,int flag)
{
if (p<r)
{
int q=(p+r)/2;
cout<<"sort1: p="<<p<<"  q="<<q<<"   r="<<r<<endl;
merge_sort(arr,p,q,flag);
merge_sort(arr,q+1,r,flag);//注意  q+1
cout<<"sort2: p="<<p<<"  q+1="<<q+1<<" r="<<r<<endl;
merge(arr,p,q,r,flag);
}
return 0;
}

int main()
{
int a[]={1,33,13,77,343,2345535,232};
merge_sort(a,0,6,1);
print_arr(a,7);
return 0;
}

/**
* merge_sort: 归并排序  非递归实现 --迭代
* 非递归思想: 将数组中的相邻元素两两配对。用merge函数将他们排序，
* 构成n/2组长度为2的排序好的子数组段，然后再将他们排序成长度为4的子数组段，
* 如此继续下去，直至整个数组排好序。
参考:http://www.cnblogs.com/bluestorm/archive/2012/09/06/2673138.html
时间:15.7.12
Jason Zhou
热爱你所写下的程序，他是你的伙伴，而不是工具.
**/

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
using namespace  std;
#define LEN 8

// merge_sort(): 非递归实现-自底向上
// 将原数组划分为left[min...max] 和 right[min...max]两部分
void merge_sort(int *list, int length)
{
int i, left_min, left_max, right_min, right_max, next;
int *tmp = (int*)malloc(sizeof(int) * length);

if (tmp == NULL)
{
fputs("Error: out of memory\n", stderr);
abort();
}

for (i = 1; i < length; i *= 2) // i为步长，1,2,4,8……
{
for (left_min = 0; left_min < length - i; left_min = right_max)
{
right_min = left_max = left_min + i;
right_max = left_max + i;
cout<<"left_min="<<left_min<<"  left_max="<<left_max<<"  right_min"<<right_min<<"  right_max="<<right_max<<endl;
if (right_max > length)
right_max = length;
next = 0;
while (left_min < left_max && right_min < right_max)
tmp[next++] = list[left_min] > list[right_min] ? list[right_min++] : list[left_min++];
//tmp 就是从小到大排列的

while (left_min < left_max)
list[--right_min] = list[--left_max];

while (next > 0)
list[--right_min] = tmp[--next];
//先放大的,按照从小到大排列

cout<<"-----------"<<endl;
for (int jj=0;jj<LEN;jj++)
{
cout<<list[jj]<<" ";
}
cout<<endl;
}
}
free(tmp);

}

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

// print array
int i;
for (i = 0; i < LEN; i++)
printf("%d ", a[i]);

return 0;
}