Алгоритмы C/C++

Сортировка слиянием

Половины рекурсивно сортируются и сливаются.

Что такое Сортировка слиянием?

Половины рекурсивно сортируются и сливаются.

Используйте divide-and-conquer с гарантией O(n log n).

Важные моменты

Проверяйте пустые, одиночные, повторяющиеся и отсортированные данные.
Отделяйте корректность от оптимизации.
В production предпочитайте стандартную библиотеку.

Визуализация: Сортировка слиянием

O(n)

Нажимайте Запуск или Шаг, чтобы следить за сравнениями и перемещением данных.

Примеры кода на C и C++

Запустить →

main.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void merge_sort(int *values, int *temporary, int left, int right) {
    if (right - left < 2) return;
    int middle = (left + right) / 2;
    merge_sort(values, temporary, left, middle);
    merge_sort(values, temporary, middle, right);

    int first = left;
    int second = middle;
    int output = left;
    while (first < middle && second < right) {
        temporary[output++] = values[first] < values[second]
            ? values[first++] : values[second++];
    }
    while (first < middle) temporary[output++] = values[first++];
    while (second < right) temporary[output++] = values[second++];
    for (int index = left; index < right; ++index) {
        values[index] = temporary[index];
    }
}

int main(void) {
    int values[] = {8, 3, 6, 2, 7};
    int temporary[5];
    merge_sort(values, temporary, 0, 5);
    for (int index = 0; index < 5; ++index) {
        printf("%d ", values[index]);
    }
}

Ожидаемый результат

2 3 6 7 8

C++

Запустить →

main.cpp

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>

void merge_sort(std::vector<int>& values) {
    if (values.size() < 2) return;
    auto middle = values.begin() + values.size() / 2;
    std::vector<int> left(values.begin(), middle);
    std::vector<int> right(middle, values.end());
    merge_sort(left);
    merge_sort(right);
    std::merge(left.begin(), left.end(), right.begin(), right.end(),
               values.begin());
}

int main() {
    std::vector values{8, 3, 6, 2, 7};
    merge_sort(values);
    for (int value : values) {
        std::cout << value << ' ';
    }
}

Ожидаемый результат

2 3 6 7 8

Сравнение C и C++

Обе версии требуют O(n) дополнительной памяти; C управляет буфером, C++ использует vector и standard algorithms.

Циклы, указатели, длины и буферы задаются явно.

C++

Итераторы и алгоритмы отделяют операцию от хранения.

Практические задания

Запустите обе версии и изменяйте их, сравнивая гарантии языков.

Проследите каждое сравнение.
Проверьте дубликаты и крайние значения.
Сравните со стандартной библиотекой.