C 中的合并排序代码无法正常工作

Question

int lb = 0, ub = 8, mid;   //ub=upper bound,lb=lower bound.
int i = 0, j = 0, k = 0;
int a[] = { 15, 5, 24, 8, 1, 3, 16, 10, 20 };
int b[10];

void mergeSort(int a[], int lb, int ub) {
    if (lb < ub) {
        mid = ((lb + ub) / 2);
        mergeSort(a, lb, mid);
        mergeSort(a, mid + 1, ub);
        merge(a, lb, mid, ub);
    }
}

void merge(int a[], int lb, int mid, int ub) {
    i = lb;
    j = mid + 1;
    k = lb;

    while (i <= mid && j <= ub) {
        if (a[i] <= a[j]) {
            b[k] = a[i];
            i++;
        } else {
            b[k] = a[j];
            j++;
        }
        k++;
    }

    if (i > mid) {
        while (j <= ub) {
            b[k] = a[j];
            j++;
            k++;
        }
    } else {
        while (i <= mid) {
            b[k] = a[i];
            i++;
            k++;
        }
    }

    for (k = lb; k <= ub; k++) {
        a[k] = b[k];
    }
}

void printList(int A[]) {
    for (k = 0; k <= 8; k++) {
        printf("%d\n", A[k]);
    }
    printf("done\n");
}

int main() {
    printList(a);
    mergeSort(a, 0, 8);
    printList(a);
}

我觉得mergesort和merge的代码不是问题，问题是我怎么检查了很多次代码都找不到错误，所以我希望有人能解释一下请问我哪里出了问题，谢谢大家帮忙！！

我运行代码时的输出：

这不是排序列表。

Answer 1

问题是 mid 是一个全局变量，因此它被递归调用 mergeSort(a, lb, mid); 修改，并且另一个值用于第二次递归调用 mergeSort(a, mid + 1, ub); 但是最终调用使用了不同的值 merge(a, lb, mid, ub); 产生了意外结果，并可能导致未定义的行为。

不要使用全局变量。在 main 中定义两个数组，在 merge 和 mergeSort 中创建 i、j、k 和 mid 局部变量并传递辅助数组 b 到 merge 和 mergeSort.

这是修改后的版本：

#include <stdio.h>

void merge(int a[], int lb, int mid, int ub, int b[]) {
    int i = lb;
    int j = mid + 1;
    int k = lb;

    while (i <= mid && j <= ub) {
        if (a[i] <= a[j]) {
            b[k] = a[i];
            i++;
        } else {
            b[k] = a[j];
            j++;
        }
        k++;
    }
    if (i > mid) {
        while (j <= ub) {
            b[k] = a[j];
            j++;
            k++;
        }
    } else {
        while (i <= mid) {
            b[k] = a[i];
            i++;
            k++;
        }
    }
    for (k = lb; k <= ub; k++) {
        a[k] = b[k];
    }
}

void mergeSort(int a[], int lb, int ub, int b[]) {
    if (lb < ub) {
        int mid = (lb + ub) / 2;
        mergeSort(a, lb, mid, b);
        mergeSort(a, mid + 1, ub, b);
        merge(a, lb, mid, ub, b);
    }
}

void printList(int A[], int len) {
    for (int k = 0; k < len; k++) {
        printf(" %d", A[k]);
    }
    printf("\n");
}

int main() {
    int a[] = { 15, 5, 24, 8, 1, 3, 16, 10, 20 };
    int len = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
    // make b a temporary array the same size as a
    int b[len];

    printf("before:");
    printList(a, len);
    mergeSort(a, 0, len - 1, b);
    printf("after:");
    printList(a, len);
    return 0;
}

输出：

before: 15 5 24 8 1 3 16 10 20
after: 1 3 5 8 10 15 16 20 24

请注意，将 ub 作为最后一个切片之后的元素的索引传递是不是更不容易出错，这样切片长度为 ub - lb 并且您不需要任何令人困惑的 +1/-1 调整。此外，不需要从右半部分复制剩余的元素，因为它们已经在目标数组中的正确位置。

这是经过简化的修改版本：

#include <stdio.h>

void merge(int a[], int lb, int mid, int ub, int b[]) {
    int i = lb;
    int j = mid;
    int k = lb;

    while (i < mid && j < ub) {
        if (a[i] <= a[j]) {
            b[k++] = a[i++];
        } else {
            b[k++] = a[j++];
        }
    }
    while (i < mid) {
        b[k++] = a[i++];
    }
    for (i = lb; i < k; i++) {
        a[i] = b[i];
    }
}

void mergeSort(int a[], int lb, int ub, int b[]) {
    if (ub - lb >= 2) {
        int mid = lb + (ub - lb) / 2;
        mergeSort(a, lb, mid, b);
        mergeSort(a, mid, ub, b);
        merge(a, lb, mid, ub, b);
    }
}

void printList(int A[], int len) {
    for (int k = 0; k < len; k++) {
        printf(" %d", A[k]);
    }
    printf("\n");
}

int main() {
    int a[] = { 15, 5, 24, 8, 1, 3, 16, 10, 20 };
    int len = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
    // make b a temporary array the same size as a
    int b[len];

    printf("before:");
    printList(a, len);
    mergeSort(a, 0, len, b);
    printf("after:");
    printList(a, len);
    return 0;
}

C 中的合并排序代码无法正常工作

Code in Merge Sort in C not working properly

c

sorting

mergesort