归并排序基于分治思想，将数组递归二分至单元素后合并为有序数组，C++实现包含分割与合并步骤，时间复杂度恒为O(n log n)，空间复杂度O(n)，稳定且适合大数据量排序。
归并排序是一种高效的稳定排序算法，基于分治思想。它将数组不断二分，直到每个子数组只有一个元素，再将这些子数组两两合并，合并过程中保持有序，最终得到完全有序的数组。C++中实现归并排序，关键在于递归分割和有序合并两个步骤。
归并排序的基本原理
归并排序的核心是“分而治之”：
把一个数组从中间分成左右两部分对左右两部分分别递归调用归并排序将排好序的两部分合并成一个有序数组
这个过程持续进行，直到整个数组有序。时间复杂度始终为O(n log n)，不受输入数据影响，空间复杂度为O(n)，需要额外数组存储临时结果。
C++中的归并排序实现
下面是一个完整的C++归并排序实现：
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#include #include using namespace std;// 合并两个有序子数组void merge(vector& arr, int left, int mid, int right) {int n1 = mid - left + 1;int n2 = right - mid;
// 创建临时数组vector L(n1), R(n2);// 复制数据到临时数组for (int i = 0; i < n1; i++) L[i] = arr[left + i];for (int j = 0; j < n2; j++) R[j] = arr[mid + 1 + j];// 合并临时数组回到arr[left..right]int i = 0, j = 0, k = left;while (i < n1 && j < n2) { if (L[i] <= R[j]) { arr[k] = L[i]; i++; } else { arr[k] = R[j]; j++; } k++;}// 复制剩余元素while (i < n1) { arr[k] = L[i]; i++; k++;}while (j < n2) { arr[k] = R[j]; j++; k++;}
}
// 归并排序主函数void mergeSort(vector& arr, int left, int right) {if (left
// 打印数组void printArray(const vector& arr) {for (int num : arr)cout
使用示例与测试
编写main函数来验证归并排序的效果：
int main() { vector arr = {38, 27, 43, 3, 9, 82, 10}; cout << "原始数组: "; printArray(arr);mergeSort(arr, 0, arr.size() - 1);cout << "排序后数组: ";printArray(arr);return 0;
}
输出结果为：
原始数组: 38 27 43 3 9 82 10
排序后数组: 3 9 10 27 38 43 82
归并排序的特点与适用场景
归并排序适合对稳定性有要求、数据量较大且分布不均的情况。它的优势包括：
时间复杂度稳定，最坏、最好、平均都是O(n log n)排序过程稳定，相等元素相对位置不变适用于链表排序，不需要随机访问
缺点是需要O(n)额外空间，在小规模数据上不如插入排序高效。实际开发中，可以结合插入排序优化：当子数组长度小于某个阈值（如10）时改用插入排序。
基本上就这些。归并排序逻辑清晰，性能可靠，是理解分治算法的经典案例。
以上就是C++怎么实现归并排序算法_C++排序算法与归并排序实现方法的详细内容，更多请关注创想鸟其它相关文章！
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