ANSI C 中的归并排序算法

Question

我正在学习 ANSI C，为了 class 我必须在其中实现合并排序算法。我正在按照本书的指南进行操作。但是，出于某种原因我无法让它工作。

我的列表中只有两位数字位于正确的位置。对于其他人，会创建新数字。我不知道为什么会这样，我认为这是我创建临时数组 L 和 R 的方式（我使用 1.0 / 0.0 将最后一个元素设置为 +INFINITY).但我不确定是不是这个原因。

到目前为止，这是我的代码：

/* C program for Merge Sort */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>


void printArray(int A[], int size) {
    int i;
    for (i = 0; i < size; i++)
        printf("%d ", A[i]);
    printf("\n");
}

void merge(int arr[], int l, int m, int r) {
    int i, j, k;
    int n1 = m - l + 1;
    int n2 = r - m;

    int L[n1 + 1], R[n2 + 1];

    for (i = 1; i <= n1; i++) {
        L[i] = arr[l + i - 1];
    }
    for (j = 1; j <= n2; j++) {
        R[j] = arr[m + j];
    }

    L[n1 + 1] = 1.0 / 0.0;
    R[n2 + 1] = 1.0 / 0.0;
    i = 1;
    j = 1;

    for (k = l; k <= r; k++) {
        if (L[i] <= R[j]) {
            arr[k] = L[i];
            i++;
        } else {
            arr[k] = R[j];
            j++;
        }
    }
    
    // If I delete this the code stop "working". Why???
    while (i < k && k < i) {
            i++;
    }
}

void mergeSort(int arr[], int left, int right) {

    if (left < right) {
        int middle = left + (right - left) / 2;

        mergeSort(arr, left, middle);
        mergeSort(arr, middle + 1, right);

        merge(arr, left, middle, right);
    }
}


int main() {
    int arr[] = { 12, 11, 13, 5, 6, 7 };
    int arr_size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    printf("Given array is \n");
    printArray(arr, arr_size);

    mergeSort(arr, 0, arr_size - 1);

    printf("\nSorted array is \n");
    printArray(arr, arr_size);
    return 0;
}

此外，出于某种超出我理解的原因，当我删除 while 块时，显然什么也没做，代码停止工作。有人可以告诉我这个吗？

Answer 1

问题在于您尝试使用 'infinity'。您的数据是整数值，整数类型中没有无穷大的表示法。

要设置“最大可能值”，请使用预定义的 INT_MAX 常量。因此，替换以下行：

    L[n1 + 1] = 1.0 / 0.0;
    R[n2 + 1] = 1.0 / 0.0;

与：

    L[n1 + 1] = INT_MAX;
    R[n2 + 1] = INT_MAX;

此外，当您访问 L 和 R 数组的 [n1 + 1] 和 [n2 + 1] 元素时，您需要增加每个数组的大小一个（C 中的数组从零开始到 'n' - 1 结束）。像这样：

    int L[n1 + 2], R[n2 + 2]; // So we can use the `... + 1` elements.

通过这些更改，您发布的代码可以正常工作（甚至删除了 merge 函数末尾的奇怪 while 循环）。

注意：尽管您的 1.0/0.0 确实产生了 浮点数 表示无穷大，试图 cast/convert int 的值会产生未定义的行为。参见：What is the result of casting float +INF, -INF, and NAN to integer in C?

至于为什么那个奇怪的 while 循环是 'required' 让你的代码（不完全）工作：好吧，一旦未定义的行为被调用，任何事情都可能发生（包括召唤 Nasal Demons from the ether). See: Undefined, unspecified and implementation-defined behavior

ANSI C 中的归并排序算法

Merge sort algorithm in ANSI C

c

algorithm

mergesort