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就地歸併排序inplacMergeSort,空間複雜度O(1)

難度在就地歸併:說看程式碼及註釋。與上篇文章有點類似。

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//@lgh原創
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#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
using namespace std;
void pr_arr(char* first,char*last)
{
	while(first!=last)
	{
		printf("%c",*first++);
	}
}
void swap(char*s1,char*s2)
{
	if(*s1!=*s2)
	{
		char t=*s1;
		*s1=*s2;
		*s2=t;
	}
}
//找出第一個大於等於val的值的位置
char* lower_bound(char*first,char*last,int val)
{
	int len=last-first;
	while(len>0)
	{
		int half=len>>1;
		char*mid=first+half;
		if(*mid < val)
		{
			first=mid+1;
			len=len-half-1;
		}
		else
			len=half;
	}
	return first;
}
//找出第一個大於val的元素的位置。
char* upper_bound(char*first,char*last,char val)
{
	int len=last-first;
	while(len>0)
	{
		int half=len>>1;
		char* mid=first+half;
		if(*mid<=val)
		{
			first=mid+1;
			len=len-half-1;
		}
		else{
			len=half;
		}
	}
	return first;
}
//輾轉相除法,求最大公約數
int gcd(int m,int n)
{
	while(n!=0)
	{
		int t=n;
		n=m%n;
		m=t;
	}
	return m;
}
//shift偏移量,這裡==mid-begin
void rotate_recyle(char*begin,char*end,char*initial,int shift)
{
	char t=*initial;
	int len=end-begin;
	char *p1=initial; //p1為初始位置
	char *p2=p1+shift; //p2指向p1最後要放元素的位置,實際上就是p1+shift
	while(p2!=initial)
	{
		*p1=*p2;
		p1=p2;
		p2=begin+(p2-begin+shift)%len; //p2超過未尾的話,要從頭開始
	}
	*p1=t;
}
/*上面 p2=begin+(p2-begin+shift)%len也可以寫成,仿STL
 if(end-p2>shift) p2+=shift;
 else p2=begin+(shift-(end-p2));
 */
void rotate(char*begin,char*mid,char*end) //倒換兩個區間
{
	if(begin==mid || mid==end) return;
	int n=gcd(mid-begin,end-begin);
	while(n--)
	{
		rotate_recyle(begin,end,begin+n,mid-begin);
	}
}
/*思想:舉例說明: [13579,2468] 兩個區間歸併
 * 區間1的長度更長,則 找出區間1的中間值5,再找出[2468]中第一個大於等於5的位置6
 *即目的是分成這樣:[13,579][24,68]此時 [579] > [24] 互換區間
 *得[13,24]<=[579,68],規律出來的,[13,24]、[579,68]分別是兩個子問題,遞迴OK
 *PS:區間2更長時,類似。
*/
void inplaceMerge(char*first,char*mid,char*last)
{
	int len1=mid-first,len2=last-mid;
	if(0==len1 || 0==len2) return ;
	if(len1+len2==2)//只有兩個元素,則
	{
		if(*mid<*first) swap(first,mid);
		return;
	}
	char *firstCut, *secondCut;
	if(len1>len2) //區間1>區間2
	{
		firstCut=first+(len1>>1); //區間1的中間處
		secondCut=lower_bound(mid,last,*firstCut); //第一個大於等於中間處的位置
	}
	else
	{
		secondCut=mid+(len2>>1); //區間2的中間處
		firstCut=upper_bound(first,mid,*secondCut); //第一個大於中間處的位置
	}
	//那麼此時區域[firstCut,mid)>[mid,secondCut),兩區間互換,那就中間兩塊就有序了。
	rotate(firstCut,mid,secondCut);
	char* newMid=firstCut+(secondCut-mid); //找到分界處
	inplaceMerge(first,firstCut,newMid);
	inplaceMerge(newMid,secondCut,last);
}
void inplaceMergeSort(char s[],int len)
{
	if(s==NULL || len<=1) return;
	inplaceMergeSort(s,len/2);
	inplaceMergeSort(s+len/2,len-len/2);
	inplaceMerge(s,s+len/2,s+len);
}
int main() {
	char s[] ="0124683579";
	int len = strlen(s);
	inplaceMergeSort(s,len);
	printf("%s \n", s);
	return 0;
}