看图轻松理解数据结构与算法系列(合并排序)
前言
推出一個新系列,《看圖輕松理解數據結構和算法》,主要使用圖片來描述常見的數據結構和算法,輕松閱讀并理解掌握。本系列包括各種堆、各種隊列、各種列表、各種樹、各種圖、各種排序等等幾十篇的樣子。
合并排序
合并排序也叫歸并排序,它的主要思想是分治法,把待排序序列分為若干有序子序列,然后將兩個或兩個以上的有序子序列進行合并,得到一個新的完整的有序序列。所以首先得先對子序列進行排序,得到有序子序列,然后再使序列段之間有序。
排序要點
既然是分治法,那么就涉及到分和治。分,即遞歸地將序列分成小序列再求解;治,即遞歸地將分成的小序列合并到一起。
排序過程
假設我們有如下8個元素,分別為84,25,59,71,62,16,34,45,現在進行合并排序。
先將0到3分為子序列,4到7分為子序列,
對于0到3子序列,繼續分為0到1的子序列,2到3的子序列,
對于0到1子序列,繼續分為0子序列和1子序列,然后對這兩個子序列進行合并,兩個子序列都只有一個元素,一個元素的序列可以看成是有序序列,我們把它們合并成有序序列,25小,先提出來,
然后是84,
排好序的序列放回原來序列中,于是完成0和1子序列的合并操作,01變成有序子序列。接著處理2子序列和3子序列,
59比較小,先提出來,
然后是71,
排好序的序列放回原來序列中,于是完成2和3子序列的合并操作,23變成有序子序列。
接下去開始合并01有序子序列和23有序子序列,01序列中最小的元素25小于23序列中最小的元素59,于是25先提出來,
01序列剩余元素中最小元素84大于23序列中最小的元素59,于是59提出來,
84與71比較,提出71,
最后提出84,
于是完成0到3的合并,0到3變為有序序列,放回原序列中。接下去處理4到7的子序列,
繼續分為4到5的子序列,6到7的子序列,
對于45子序列,繼續分為4子序列和5子序列,然后對這兩個子序列進行合并,兩個子序列都只有一個元素,一個元素的序列可以看成是有序序列,我們把它們合并成有序序列,16小,先提出來,
然后是62,
排好序的序列放回原來序列中,于是完成4和5子序列的合并操作,45變成有序子序列。接著處理6子序列和7子序列,
34較小,先提出來,
然后是45,
排好序的序列放回原來序列中,于是完成6和7子序列的合并操作,67變成有序子序列。
接下去開始合并45有序子序列和67有序子序列,45序列中最小的元素16小于67序列中最小的元素34,于是16先提出來,
45序列中剩余元素中最小元素62大于67序列中最小的元素34,于是34提出來,
62與45比較,提出45,
最后提出62,
于是完成4到7的合并,4到7變為有序序列,放回原序列中。現在我們已經完成了0到3的有序序列和4到7的有序序列,接下去開始合并03序列和47序列,
03序列最小元素25與47序列最小元素16比較,選出小的16,
繼續比較兩個序列最小的元素,25與34比較,選出25,
接著59與34比較,選出34,
59與45比較,選出45,
59與62比較,選出59,
71與62比較,選出62,
然后剩下的71和84不用比較了,因為47序列已經沒有元素了,直接按照原來順序提出來即可,
最終完成排序。
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