C++ 中合并排序算法的奇怪行为

Question

我已经实现了归并排序算法，但是它有一个非常奇怪的错误，很难解释，所以请查看代码和输出。

代码：-

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

int merge(int *ar, int l, int r) {
    int aux[r - l + 1], s1 = 0, s2 = (r - l) / 2 + 1;

    for (int i = 0; i < r - l + 1; i++)
        aux[i] = ar[l + i];
    for (int k = 0; k < r - l + 1; k++) {
        if (s1 > ((r - l) / 2))
            ar[l + k] = aux[s2++];
        else
        if (s2 > r)
            ar[l + k] = aux[s1++];
        else
        if (aux[s1] <= aux[s2])
            ar[l + k] = aux[s1++];
        else
            ar[l + k] = aux[s2++];
    }
    //for (int i = 0; i < 17; i++) cout << ar[i] << " ";
    //cout << endl;
    return 0;
}

void  mergesort(int *ar, int l, int r) {
    if (l >= r)
        return;
    int mid = (l + r) / 2;
    mergesort(ar, l, mid);
    mergesort(ar, mid + 1, r);
    merge(ar, l, r);
}

int main() {
    int ar[] ={ 34, 54, 56, 42, 32, 46, 99, 85, 5, 45, 34, 54, 6, 56, 54, 64, 5 },
        l = 0, r = sizeof(ar) / sizeof(int) - 1;
    mergesort(ar, l, r);
    for (int i = 0; i < r + 1; i++)
        cout << ar[i] << " ";
    return 0;
}

输出：-

5 5 6 16 16 16 32 16 34 34 16 46 54 54 16 56 99

我不知道这些 16 是从哪里来的，这不会发生在任何长度的单位数字数组和 2 位数字的小数组中。此外，如果我 cout merge 函数中的任何内容（如空格、制表符、换行符或任何数字），我都会得到正确的输出，即

        5 5 6 32 34 34 42 45 46 54 54 54 56 56 56 64 99

[我在这里打印了空格。]

我尝试更改函数参数但没有帮助。请帮助我无法自己解决这个问题。

Answer 1

在merge函数中，测试if (s2 > r)不正确。应该是 if (s2 > r - l).

将r作为最后一个元素的索引传递是非常混乱的。在 C 和 C++ 中，更习惯的做法是在最后一个元素之后传递元素的索引，因此 r - l 是数组的长度。使用这种方法，没有容易出错的 +1/-1 调整。

这是修改后的版本：

#include <iostream>

using namespace std;

void merge(int *ar, int l, int r) {
    int len = r - l;
    int mid = len / 2;
    int s1 = 0, s2 = mid;
    int aux[len];

    for (int i = 0; i < len; i++)
        aux[i] = ar[l + i];
    for (int k = l; k < r; k++) {
        if (s1 >= mid)
            ar[k] = aux[s2++];
        else
        if (s2 >= len)
            ar[k] = aux[s1++];
        else
        if (aux[s1] <= aux[s2])
            ar[k] = aux[s1++];
        else
            ar[k] = aux[s2++];
    }
}

void mergesort(int *ar, int l, int r) {
    if (r - l >= 2)
        return;
    int mid = l + (r - l) / 2;
    mergesort(ar, l, mid);
    mergesort(ar, mid, r);
    merge(ar, l, r);
}

int main() {
    int ar[] = { 34, 54, 56, 42, 32, 46, 99, 85, 5, 45, 34, 54, 6, 56, 54, 64, 5 };
    int len = sizeof(ar) / sizeof(ar[0]);
    mergesort(ar, 0, len);
    for (int i = 0; i < len; i++)
        cout << ar[i] << " ";
    cout << endl;
    return 0;
}

C++ 中合并排序算法的奇怪行为

Weird Behaviour of Merge Sort Algorithm in C++

c++

merge

mergesort

array-merge