#include <iostream>
#define MAXNUM 100000
using namespace std;

int A[]={2,4,5,7,1,2,3,6};//需要被排序的陣列
//int A[]={4,41,52,26,38,57,9,49};//需要被排序的陣列

void printA()
{
    for(int i = 0;i<sizeof(A)/ sizeof(int);i++)
    {
        cout<<A[i]<<"  ";
    }
    cout<<endl;
}
void Merge(int beg,int mid,int end)//該歸併排序將會加入哨兵，避免檢查有一個數組已排序完畢。
{

    int n1 = mid-beg+1;//左邊需要排序的數的個數
    int n2 = end-mid;//右邊需要排序的數的個數
    int* A_L = new int[n1+1];//增加一個1用來存放哨兵
    int* A_R = new int[n2+1];
    for(int i = 0;i<n1;i++)
    {
        A_L[i] = A[i+beg];
    }
    for(int i = 0;i<n2;i++)
    {
        A_R[i] = A[i+mid+1];
    }
    A_L[n1] = MAXNUM;
    A_R[n2] = MAXNUM;
    int i = 0;
    int j = 0;
    for(int k = beg;k<=end;k++)
    {
        if(A_L[i]<=A_R[j])
        {
            A[k] = A_L[i];
            i++;
        }
        else
        {
            A[k] = A_R[j];
            j++;
        }
    }
    delete[] A_L;
    delete[] A_R;
}

void Merge_sort(int beg,int end)//beg為開始排序的位置，end為排序的最後一個元素的位置
{
    if(beg>=end) return ;//當只有一個元素的時候不需要排序
    int mid = (beg+end)/2;
    Merge_sort(beg,mid);//分別對左邊和右邊排序，排序的目標是陣列A
    Merge_sort(mid+1,end);
    Merge(beg,mid,end);//將排好序的左邊和右邊的陣列進行合併
}



int main()
{
    Merge_sort(0, sizeof(A)/ sizeof(int)-1);
    printA();
}
 

遞迴過程：

注意點：

在歸併時，程式加入哨兵，這樣就不用判斷歸併的堆是否為空。歸併結束的條件是被歸併的元素個數是希望被排序的陣列長度。

陣列 {7,5,4,2,6,3,2,1} 的排序過程是

5  7  4  2  6  3  2  1  
5  7  2  4  6  3  2  1  
2  4  5  7  6  3  2  1  
2  4  5  7  3  6  2  1  
2  4  5  7  3  6  1  2  
2  4  5  7  1  2  3  6  
1  2  2  3  4  5  6  7 

不加哨兵方法：

#include <iostream>
using namespace std;

int A[]={7,5,4,2,6,3,2,1};//需要被排序的陣列
//int A[]={4,41,52,26,38,57,9,49};//需要被排序的陣列

void printA()
{
    for(int i = 0;i<sizeof(A)/ sizeof(int);i++)
    {
        cout<<A[i]<<"  ";
    }
    cout<<endl;
}
void Merge(int beg,int mid,int end)//該歸併排序將會加入哨兵，避免檢查有一個數組已排序完畢。
{

    int n1 = mid-beg+1;//左邊需要排序的數的個數
    int n2 = end-mid;//右邊需要排序的數的個數
    int* A_L = new int[n1];//增加一個1用來存放哨兵
    int* A_R = new int[n2];
    for(int i = 0;i<n1;i++)
    {
        A_L[i] = A[i+beg];
    }
    for(int i = 0;i<n2;i++)
    {
        A_R[i] = A[i+mid+1];
    }

    int i = 0;
    int j = 0;
    int k = beg;
    while(i<n1 && j<n2)
    {
        if(A_L[i]<=A_R[j])
        {
            A[k++] = A_L[i];
            i++;
        }
        else
        {
            A[k++] = A_R[j];
            j++;
        }
    }
    if(i!=n1)
    {
        while(i<n1)
        {
            A[k++] = A_L[i++];
        }
    }
    else if(j!=n2)
    {
        while(j<n2)
        {
            A[k++] = A_R[j++];
        }
    }
    delete[] A_L;
    delete[] A_R;
}

void Merge_sort(int beg,int end)//beg為開始排序的位置，end為排序的最後一個元素的位置
{
    if(beg>=end) return ;//當只有一個元素的時候不需要排序
    int mid = (beg+end)/2;
    Merge_sort(beg,mid);//分別對左邊和右邊排序，排序的目標是陣列A
    Merge_sort(mid+1,end);
    Merge(beg,mid,end);//將排好序的左邊和右邊的陣列進行合併
}

int main()
{
    Merge_sort(0, sizeof(A)/ sizeof(int)-1);
    printA();
}