diff --git a/codes/c/chapter_sorting/merge_sort.c b/codes/c/chapter_sorting/merge_sort.c index 0a3b934af..d6909907e 100644 --- a/codes/c/chapter_sorting/merge_sort.c +++ b/codes/c/chapter_sorting/merge_sort.c @@ -7,33 +7,34 @@ #include "../utils/common.h" /* 合并左子数组和右子数组 */ -// 左子数组区间 [left, mid] -// 右子数组区间 [mid + 1, right] void merge(int *nums, int left, int mid, int right) { - int index; - // 初始化辅助数组 - int tmp[right + 1 - left]; - for (index = left; index < right + 1; index++) { - tmp[index - left] = nums[index]; + // 左子数组区间 [left, mid], 右子数组区间 [mid+1, right] + // 创建一个临时数组 tmp ,用于存放合并后的结果 + int tmpSize = right - left + 1; + int *tmp = (int *)malloc(tmpSize * sizeof(int)); + // 初始化左子数组和右子数组的起始索引 + int i = left, j = mid + 1, k = 0; + // 当左右子数组都还有元素时,比较并将较小的元素复制到临时数组中 + while (i <= mid && j <= right) { + if (nums[i] <= nums[j]) { + tmp[k++] = nums[i++]; + } else { + tmp[k++] = nums[j++]; + } } - // 左子数组的起始索引和结束索引 - int leftStart = left - left, leftEnd = mid - left; - // 右子数组的起始索引和结束索引 - int rightStart = mid + 1 - left, rightEnd = right - left; - // i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素 - int i = leftStart, j = rightStart; - // 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组 - for (int k = left; k <= right; k++) { - // 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++ - if (i > leftEnd) - nums[k] = tmp[j++]; - // 否则,若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 <= 右子数组元素”,则选取左子数组元素,并且 i++ - else if (j > rightEnd || tmp[i] <= tmp[j]) - nums[k] = tmp[i++]; - // 否则,若“左右子数组都未全部合并完”且“左子数组元素 > 右子数组元素”,则选取右子数组元素,并且 j++ - else - nums[k] = tmp[j++]; + // 将左子数组和右子数组的剩余元素复制到临时数组中 + while (i <= mid) { + tmp[k++] = nums[i++]; } + while (j <= right) { + tmp[k++] = nums[j++]; + } + // 将临时数组 tmp 中的元素复制回原数组 nums 的对应区间 + for (k = 0; k < tmpSize; ++k) { + nums[left + k] = tmp[k]; + } + // 释放内存 + free(tmp); } /* 归并排序 */ diff --git a/codes/cpp/chapter_sorting/merge_sort.cpp b/codes/cpp/chapter_sorting/merge_sort.cpp index fefb625d1..5fd984cd5 100644 --- a/codes/cpp/chapter_sorting/merge_sort.cpp +++ b/codes/cpp/chapter_sorting/merge_sort.cpp @@ -7,28 +7,29 @@ #include "../utils/common.hpp" /* 合并左子数组和右子数组 */ -// 左子数组区间 [left, mid] -// 右子数组区间 [mid + 1, right] void merge(vector &nums, int left, int mid, int right) { - // 初始化辅助数组 - vector tmp(nums.begin() + left, nums.begin() + right + 1); - // 左子数组的起始索引和结束索引 - int leftStart = left - left, leftEnd = mid - left; - // 右子数组的起始索引和结束索引 - int rightStart = mid + 1 - left, rightEnd = right - left; - // i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素 - int i = leftStart, j = rightStart; - // 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组 - for (int k = left; k <= right; k++) { - // 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++ - if (i > leftEnd) - nums[k] = tmp[j++]; - // 否则,若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 <= 右子数组元素”,则选取左子数组元素,并且 i++ - else if (j > rightEnd || tmp[i] <= tmp[j]) - nums[k] = tmp[i++]; - // 否则,若“左右子数组都未全部合并完”且“左子数组元素 > 右子数组元素”,则选取右子数组元素,并且 j++ + // 左子数组区间 [left, mid], 右子数组区间 [mid+1, right] + // 创建一个临时数组 tmp ,用于存放合并后的结果 + vector tmp(right - left + 1); + // 初始化左子数组和右子数组的起始索引 + int i = left, j = mid + 1, k = 0; + // 当左右子数组都还有元素时,比较并将较小的元素复制到临时数组中 + while (i <= mid && j <= right) { + if (nums[i] <= nums[j]) + tmp[k++] = nums[i++]; else - nums[k] = tmp[j++]; + tmp[k++] = nums[j++]; + } + // 将左子数组和右子数组的剩余元素复制到临时数组中 + while (i <= mid) { + tmp[k++] = nums[i++]; + } + while (j <= right) { + tmp[k++] = nums[j++]; + } + // 将临时数组 tmp 中的元素复制回原数组 nums 的对应区间 + for (k = 0; k < tmp.size(); k++) { + nums[left + k] = tmp[k]; } } diff --git a/codes/csharp/chapter_sorting/merge_sort.cs b/codes/csharp/chapter_sorting/merge_sort.cs index 3ae5f6346..907eb1f2b 100644 --- a/codes/csharp/chapter_sorting/merge_sort.cs +++ b/codes/csharp/chapter_sorting/merge_sort.cs @@ -8,28 +8,29 @@ namespace hello_algo.chapter_sorting; public class merge_sort { /* 合并左子数组和右子数组 */ - // 左子数组区间 [left, mid] - // 右子数组区间 [mid + 1, right] static void Merge(int[] nums, int left, int mid, int right) { - // 初始化辅助数组 - int[] tmp = nums[left..(right + 1)]; - // 左子数组的起始索引和结束索引 - int leftStart = left - left, leftEnd = mid - left; - // 右子数组的起始索引和结束索引 - int rightStart = mid + 1 - left, rightEnd = right - left; - // i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素 - int i = leftStart, j = rightStart; - // 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组 - for (int k = left; k <= right; k++) { - // 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++ - if (i > leftEnd) - nums[k] = tmp[j++]; - // 否则,若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 <= 右子数组元素”,则选取左子数组元素,并且 i++ - else if (j > rightEnd || tmp[i] <= tmp[j]) - nums[k] = tmp[i++]; - // 否则,若“左右子数组都未全部合并完”且“左子数组元素 > 右子数组元素”,则选取右子数组元素,并且 j++ + // 左子数组区间 [left, mid], 右子数组区间 [mid+1, right] + // 创建一个临时数组 tmp ,用于存放合并后的结果 + int[] tmp = new int[right - left + 1]; + // 初始化左子数组和右子数组的起始索引 + int i = left, j = mid + 1, k = 0; + // 当左右子数组都还有元素时,比较并将较小的元素复制到临时数组中 + while (i <= mid && j <= right) { + if (nums[i] <= nums[j]) + tmp[k++] = nums[i++]; else - nums[k] = tmp[j++]; + tmp[k++] = nums[j++]; + } + // 将左子数组和右子数组的剩余元素复制到临时数组中 + while (i <= mid) { + tmp[k++] = nums[i++]; + } + while (j <= right) { + tmp[k++] = nums[j++]; + } + // 将临时数组 tmp 中的元素复制回原数组 nums 的对应区间 + for (k = 0; k < tmp.Length; ++k) { + nums[left + k] = tmp[k]; } } diff --git a/codes/go/chapter_sorting/merge_sort.go b/codes/go/chapter_sorting/merge_sort.go index 750b9b3ea..6ebb57c30 100644 --- a/codes/go/chapter_sorting/merge_sort.go +++ b/codes/go/chapter_sorting/merge_sort.go @@ -5,35 +5,37 @@ package chapter_sorting /* 合并左子数组和右子数组 */ -// 左子数组区间 [left, mid] -// 右子数组区间 [mid + 1, right] func merge(nums []int, left, mid, right int) { - // 初始化辅助数组 借助 copy 模块 + // 左子数组区间 [left, mid], 右子数组区间 [mid+1, right] + // 创建一个临时数组 tmp ,用于存放合并后的结果 tmp := make([]int, right-left+1) - for i := left; i <= right; i++ { - tmp[i-left] = nums[i] - } - // 左子数组的起始索引和结束索引 - leftStart, leftEnd := left-left, mid-left - // 右子数组的起始索引和结束索引 - rightStart, rightEnd := mid+1-left, right-left - // i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素 - i, j := leftStart, rightStart - // 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组 - for k := left; k <= right; k++ { - // 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++ - if i > leftEnd { - nums[k] = tmp[j] - j++ - // 否则,若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 <= 右子数组元素”,则选取左子数组元素,并且 i++ - } else if j > rightEnd || tmp[i] <= tmp[j] { - nums[k] = tmp[i] + // 初始化左子数组和右子数组的起始索引 + i, j, k := left, mid+1, 0 + // 当左右子数组都还有元素时,比较并将较小的元素复制到临时数组中 + for i <= mid && j <= right { + if nums[i] <= nums[j] { + tmp[k] = nums[i] i++ - // 否则,若“左右子数组都未全部合并完”且“左子数组元素 > 右子数组元素”,则选取右子数组元素,并且 j++ } else { - nums[k] = tmp[j] + tmp[k] = nums[j] j++ } + k++ + } + // 将左子数组和右子数组的剩余元素复制到临时数组中 + for i <= mid { + tmp[k] = nums[i] + i++ + k++ + } + for j <= right { + tmp[k] = nums[j] + j++ + k++ + } + // 将临时数组 tmp 中的元素复制回原数组 nums 的对应区间 + for k := 0; k < len(tmp); k++ { + nums[left+k] = tmp[k] } } diff --git a/codes/java/chapter_sorting/merge_sort.java b/codes/java/chapter_sorting/merge_sort.java index 936435db2..51ba482c3 100644 --- a/codes/java/chapter_sorting/merge_sort.java +++ b/codes/java/chapter_sorting/merge_sort.java @@ -10,28 +10,29 @@ import java.util.*; public class merge_sort { /* 合并左子数组和右子数组 */ - // 左子数组区间 [left, mid] - // 右子数组区间 [mid + 1, right] static void merge(int[] nums, int left, int mid, int right) { - // 初始化辅助数组 - int[] tmp = Arrays.copyOfRange(nums, left, right + 1); - // 左子数组的起始索引和结束索引 - int leftStart = left - left, leftEnd = mid - left; - // 右子数组的起始索引和结束索引 - int rightStart = mid + 1 - left, rightEnd = right - left; - // i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素 - int i = leftStart, j = rightStart; - // 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组 - for (int k = left; k <= right; k++) { - // 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++ - if (i > leftEnd) - nums[k] = tmp[j++]; - // 否则,若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 <= 右子数组元素”,则选取左子数组元素,并且 i++ - else if (j > rightEnd || tmp[i] <= tmp[j]) - nums[k] = tmp[i++]; - // 否则,若“左右子数组都未全部合并完”且“左子数组元素 > 右子数组元素”,则选取右子数组元素,并且 j++ + // 左子数组区间 [left, mid], 右子数组区间 [mid+1, right] + // 创建一个临时数组 tmp ,用于存放合并后的结果 + int[] tmp = new int[right - left + 1]; + // 初始化左子数组和右子数组的起始索引 + int i = left, j = mid + 1, k = 0; + // 当左右子数组都还有元素时,比较并将较小的元素复制到临时数组中 + while (i <= mid && j <= right) { + if (nums[i] <= nums[j]) + tmp[k++] = nums[i++]; else - nums[k] = tmp[j++]; + tmp[k++] = nums[j++]; + } + // 将左子数组和右子数组的剩余元素复制到临时数组中 + while (i <= mid) { + tmp[k++] = nums[i++]; + } + while (j <= right) { + tmp[k++] = nums[j++]; + } + // 将临时数组 tmp 中的元素复制回原数组 nums 的对应区间 + for (k = 0; k < tmp.length; k++) { + nums[left + k] = tmp[k]; } } @@ -39,10 +40,10 @@ public class merge_sort { static void mergeSort(int[] nums, int left, int right) { // 终止条件 if (left >= right) - return; // 当子数组长度为 1 时终止递归 + return; // 当子数组长度为 1 时终止递归 // 划分阶段 - int mid = (left + right) / 2; // 计算中点 - mergeSort(nums, left, mid); // 递归左子数组 + int mid = (left + right) / 2; // 计算中点 + mergeSort(nums, left, mid); // 递归左子数组 mergeSort(nums, mid + 1, right); // 递归右子数组 // 合并阶段 merge(nums, left, mid, right); diff --git a/codes/javascript/chapter_sorting/merge_sort.js b/codes/javascript/chapter_sorting/merge_sort.js index ce89c9dc7..55c4d8cc7 100644 --- a/codes/javascript/chapter_sorting/merge_sort.js +++ b/codes/javascript/chapter_sorting/merge_sort.js @@ -5,33 +5,33 @@ */ /* 合并左子数组和右子数组 */ -// 左子数组区间 [left, mid] -// 右子数组区间 [mid + 1, right] function merge(nums, left, mid, right) { - // 初始化辅助数组 - let tmp = nums.slice(left, right + 1); - // 左子数组的起始索引和结束索引 - let leftStart = left - left, - leftEnd = mid - left; - // 右子数组的起始索引和结束索引 - let rightStart = mid + 1 - left, - rightEnd = right - left; - // i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素 - let i = leftStart, - j = rightStart; - // 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组 - for (let k = left; k <= right; k++) { - if (i > leftEnd) { - // 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++ - nums[k] = tmp[j++]; - } else if (j > rightEnd || tmp[i] <= tmp[j]) { - // 否则,若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 <= 右子数组元素”,则选取左子数组元素,并且 i++ - nums[k] = tmp[i++]; + // 左子数组区间 [left, mid], 右子数组区间 [mid+1, right] + // 创建一个临时数组 tmp ,用于存放合并后的结果 + const tmp = new Array(right - left + 1); + // 初始化左子数组和右子数组的起始索引 + let i = left, + j = mid + 1, + k = 0; + // 当左右子数组都还有元素时,比较并将较小的元素复制到临时数组中 + while (i <= mid && j <= right) { + if (nums[i] <= nums[j]) { + tmp[k++] = nums[i++]; } else { - // 否则,若“左右子数组都未全部合并完”且“左子数组元素 > 右子数组元素”,则选取右子数组元素,并且 j++ - nums[k] = tmp[j++]; + tmp[k++] = nums[j++]; } } + // 将左子数组和右子数组的剩余元素复制到临时数组中 + while (i <= mid) { + tmp[k++] = nums[i++]; + } + while (j <= right) { + tmp[k++] = nums[j++]; + } + // 将临时数组 tmp 中的元素复制回原数组 nums 的对应区间 + for (k = 0; k < tmp.length; k++) { + nums[left + k] = tmp[k]; + } } /* 归并排序 */ diff --git a/codes/python/chapter_sorting/merge_sort.py b/codes/python/chapter_sorting/merge_sort.py index 968cae21c..33dc93af3 100644 --- a/codes/python/chapter_sorting/merge_sort.py +++ b/codes/python/chapter_sorting/merge_sort.py @@ -1,39 +1,38 @@ """ File: merge_sort.py Created Time: 2022-11-25 -Author: timi (xisunyy@163.com) +Author: timi (xisunyy@163.com), Krahets (krahets@163.com) """ def merge(nums: list[int], left: int, mid: int, right: int): """合并左子数组和右子数组""" - # 左子数组区间 [left, mid] - # 右子数组区间 [mid + 1, right] - # 初始化辅助数组 - tmp = list(nums[left : right + 1]) - # 左子数组的起始索引和结束索引 - left_start = 0 - left_end = mid - left - # 右子数组的起始索引和结束索引 - right_start = mid + 1 - left - right_end = right - left - # i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素 - i = left_start - j = right_start - # 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组 - for k in range(left, right + 1): - # 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++ - if i > left_end: - nums[k] = tmp[j] - j += 1 - # 否则,若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 <= 右子数组元素”,则选取左子数组元素,并且 i++ - elif j > right_end or tmp[i] <= tmp[j]: - nums[k] = tmp[i] + # 左子数组区间 [left, mid], 右子数组区间 [mid+1, right] + # 创建一个临时数组 tmp ,用于存放合并后的结果 + tmp = [0] * (right - left + 1) + # 初始化左子数组和右子数组的起始索引 + i, j, k = left, mid + 1, 0 + # 当左右子数组都还有元素时,比较并将较小的元素复制到临时数组中 + while i <= mid and j <= right: + if nums[i] <= nums[j]: + tmp[k] = nums[i] i += 1 - # 否则,若“左右子数组都未全部合并完”且“左子数组元素 > 右子数组元素”,则选取右子数组元素,并且 j++ else: - nums[k] = tmp[j] + tmp[k] = nums[j] j += 1 + k += 1 + # 将左子数组和右子数组的剩余元素复制到临时数组中 + while i <= mid: + tmp[k] = nums[i] + i += 1 + k += 1 + while j <= right: + tmp[k] = nums[j] + j += 1 + k += 1 + # 将临时数组 tmp 中的元素复制回原数组 nums 的对应区间 + for k in range(0, len(tmp)): + nums[left + k] = tmp[k] def merge_sort(nums: list[int], left: int, right: int): diff --git a/codes/typescript/chapter_sorting/merge_sort.ts b/codes/typescript/chapter_sorting/merge_sort.ts index 211810a08..a2aada84e 100644 --- a/codes/typescript/chapter_sorting/merge_sort.ts +++ b/codes/typescript/chapter_sorting/merge_sort.ts @@ -5,33 +5,33 @@ */ /* 合并左子数组和右子数组 */ -// 左子数组区间 [left, mid] -// 右子数组区间 [mid + 1, right] function merge(nums: number[], left: number, mid: number, right: number): void { - // 初始化辅助数组 - let tmp = nums.slice(left, right + 1); - // 左子数组的起始索引和结束索引 - let leftStart = left - left, - leftEnd = mid - left; - // 右子数组的起始索引和结束索引 - let rightStart = mid + 1 - left, - rightEnd = right - left; - // i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素 - let i = leftStart, - j = rightStart; - // 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组 - for (let k = left; k <= right; k++) { - if (i > leftEnd) { - // 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++ - nums[k] = tmp[j++]; - // 否则,若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 <= 右子数组元素”,则选取左子数组元素,并且 i++ - } else if (j > rightEnd || tmp[i] <= tmp[j]) { - nums[k] = tmp[i++]; - // 否则,若“左右子数组都未全部合并完”且“左子数组元素 > 右子数组元素”,则选取右子数组元素,并且 j++ + // 左子数组区间 [left, mid], 右子数组区间 [mid+1, right] + // 创建一个临时数组 tmp ,用于存放合并后的结果 + const tmp = new Array(right - left + 1); + // 初始化左子数组和右子数组的起始索引 + let i = left, + j = mid + 1, + k = 0; + // 当左右子数组都还有元素时,比较并将较小的元素复制到临时数组中 + while (i <= mid && j <= right) { + if (nums[i] <= nums[j]) { + tmp[k++] = nums[i++]; } else { - nums[k] = tmp[j++]; + tmp[k++] = nums[j++]; } } + // 将左子数组和右子数组的剩余元素复制到临时数组中 + while (i <= mid) { + tmp[k++] = nums[i++]; + } + while (j <= right) { + tmp[k++] = nums[j++]; + } + // 将临时数组 tmp 中的元素复制回原数组 nums 的对应区间 + for (k = 0; k < tmp.length; k++) { + nums[left + k] = tmp[k]; + } } /* 归并排序 */