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📅  最后修改于: 2023-12-03 15:39:09.453000             🧑  作者: Mango

对两半进行排序时对数组进行排序

在某些排序算法中,我们需要对数组的两半部分进行排序,然后再将它们合并。这个过程称为归并排序(Merge Sort)。归并排序是一种递归算法,它将原始数组递归地分成两半,然后将这两半进行排序,最后将它们合并为一个有序数组。在以下代码片段中,我们将展示如何按照归并排序的方法对数组的两半进行排序。

实现代码
def merge_sort(nums):
    if len(nums) <= 1: # 如果数组长度小于等于1,则返回该数组
        return nums
    mid = len(nums) // 2 # 找到数组的中间点
    left = nums[:mid] # 将数组分割成左半部分
    right = nums[mid:] # 将数组分割成右半部分
    left = merge_sort(left) # 递归地对左半部分进行排序
    right = merge_sort(right) # 递归地对右半部分进行排序
    return merge(left, right) # 将排序后的左右部分进行合并

def merge(left, right):
    result = [] # 创建一个空数组作为合并后的数组
    i = 0 # 左半部分的索引
    j = 0 # 右半部分的索引
    while i < len(left) and j < len(right): # 将左右部分进行比较和合并
        if left[i] < right[j]:
            result.append(left[i])
            i += 1
        else:
            result.append(right[j])
            j += 1
    result += left[i:] # 如果左半部分有剩余,则将剩余的元素加入结果数组
    result += right[j:] # 如果右半部分有剩余,则将剩余的元素加入结果数组
    return result
实现解释

这个函数接受一个未排序的数组,将其递归地分成两半,然后对左右两半进行排序。在排序的过程中,我们将左右两半进行比较和合并,以确保左右两半各自有序。最后,我们将排序后的左右两半进行合并,得到一个完全有序的数组。

这个函数是一个递归算法,它使用了两个递归调用来对左右两半进行排序。它的基本情况是:如果数组长度小于等于1,则返回该数组。当数组长度小于等于1时,它已经是有序的,因此我们可以返回它本身。

为了将数组分成左右两半,我们找到数组的中间点。我们使用Python中的 "//" 运算符取整来获得中间点。然后,我们将数组分成左半部分和右半部分。我们使用Python中的切片运算符来划分数组。左边部分是nums[:mid],右边部分是nums[mid:]。

接下来,我们递归地对左半部分和右半部分进行排序。这些递归调用将继续分割两个子数组,直到它们的长度小于等于1。

一旦我们对左右两半进行排序并确保它们各自有序,我们可以使用merge函数将它们合并。merge函数将接受两个已排序的数组作为参数,并将它们合并成一个已排序的数组。

我们在merge函数中使用两个指针i和j,分别指向左半部分和右半部分的起始位置。我们将左半部分的第一个元素和右半部分的第一个元素进行比较,并将较小的元素插入结果数组中。我们将i或j的值增加1,以选择下一个要比较的元素。我们将继续进行比较和合并,直到其中一个子数组已经全部合并。最后,我们将合并后的结果数组返回。

总结

归并排序是一种非常重要的排序算法,它可以将一个未排序的数组递归地划分成两半。在排序的过程中,我们将这两半进行比较和合并,以确保左右两半各自有序。最后,我们将左右两半合并成一个完全有序的数组。

在Python中,我们可以使用递归地使用merge_sort函数和merge函数来实现归并排序算法。这些函数一起工作,将数组递归地划分成两半,并将这两半进行排序。最后,我们得到一个完全有序的数组,这个数组是原始未排序数组的排列形式。