接下来解释归并排序的相互递归,它是用于优化自顶向下归并排序以避免在合并过程中出现复制步骤的方法之一,其中合并的方向取决于递归的级别。另一种方法是传递一个标志作为合并方向的参数。在下面的示例代码中,a[] 是原始数组,b[] 是工作数组。TopDownSplitMergeAtoA 返回原始数组中的排序数据,TopDownSplitMergeAtoB 返回工作数组中的排序数据,TopDownSplitMergeAtoA 调用 TopDownSplitMergeAtoB,反之亦然(这是相互递归)。如果 TopDownSplitMergeAtoB 的子数组大小为 1,则唯一的复制操作会发生,在这种情况下,会将一个元素从原始数组复制到工作数组。
void TopDownSplitMergeAtoA(int a[], int b[], size_t ll, size_t ee);
void TopDownSplitMergeAtoB(int a[], int b[], size_t ll, size_t ee);
void Merge(int a[], int b[], size_t ll, size_t rr, size_t ee);
void MergeSort(int a[], size_t n) // entry function
{
if(n < 2) // if size < 2 return
return;
int *b = new int[n];
TopDownSplitMergeAtoA(a, b, 0, n);
delete[] b;
}
void TopDownSplitMergeAtoA(int a[], int b[], size_t ll, size_t ee)
{
if((ee - ll) == 1) // if size == 1 return
return;
size_t rr = (ll + ee)>>1; // midpoint, start of right half
TopDownSplitMergeAtoB(a, b, ll, rr);
TopDownSplitMergeAtoB(a, b, rr, ee);
Merge(b, a, ll, rr, ee); // merge b to a
}
void TopDownSplitMergeAtoB(int a[], int b[], size_t ll, size_t ee)
{
if((ee - ll) == 1){ // if size == 1 copy a to b
b[ll] = a[ll];
return;
}
size_t rr = (ll + ee)>>1; // midpoint, start of right half
TopDownSplitMergeAtoA(a, b, ll, rr);
TopDownSplitMergeAtoA(a, b, rr, ee);
Merge(a, b, ll, rr, ee); // merge a to b
}
void Merge(int a[], int b[], size_t ll, size_t rr, size_t ee)
{
size_t o = ll; // b[] index
size_t l = ll; // a[] left index
size_t r = rr; // a[] right index
while(1){ // merge data
if(a[l] <= a[r]){ // if a[l] <= a[r]
b[o++] = a[l++]; // copy a[l]
if(l < rr) // if not end of left run
continue; // continue (back to while)
while(r < ee) // else copy rest of right run
b[o++] = a[r++];
break; // and return
} else { // else a[l] > a[r]
b[o++] = a[r++]; // copy a[r]
if(r < ee) // if not end of right run
continue; // continue (back to while)
while(l < rr) // else copy rest of left run
b[o++] = a[l++];
break; // and return
}
}
}