อัลกอริทึม C/C++

Merge Sort

เรียงครึ่งซ้ายขวาแบบ recursion แล้ว merge

Merge Sort คืออะไร?

เรียงครึ่งซ้ายขวาแบบ recursion แล้ว merge

ใช้ divide-and-conquer รับประกัน O(n log n)

ประเด็นสำคัญ

  • ทดสอบ input ว่าง หนึ่งสมาชิก ซ้ำ และเรียงแล้ว
  • แยก correctness จาก optimization
  • ใช้ standard library ใน production เมื่อเหมาะสม

ภาพจำลอง Merge Sort

O(n)

กด เล่น หรือ ทีละขั้น เพื่อดูการเปรียบเทียบและการย้ายข้อมูลแต่ละขั้น

ตัวอย่างโค้ด C และ C++

C
รันโค้ด →
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]);
    }
}
ผลลัพธ์ที่คาดหวัง
2 3 6 7 8
C++
รันโค้ด →
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 << ' ';
    }
}
ผลลัพธ์ที่คาดหวัง
2 3 6 7 8

เปรียบเทียบ C และ C++

ทั้งสองใช้ memory เพิ่ม O(n) C จัดการ buffer เอง ส่วน C++ ใช้ vector และ standard algorithm

C

Loop, pointer, length และ buffer เขียนอย่างชัดเจน

C++

Iterator และ algorithm แยก operation จาก storage

แบบฝึกหัด

รันทั้งสองเวอร์ชันแล้วแก้ไขเพื่อสังเกตความแตกต่างของภาษา

  • ไล่ตามทุก comparison
  • ทดสอบ duplicate และ extreme value
  • Benchmark กับ standard library