C++中合并排序算法的奇怪行为

Weird Behaviour of Merge Sort Algorithm in C++

本文关键字：算法 合并 排序 C++      更新时间：2023-10-16

我已经实现了一个合并排序算法，但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。

法典：-

#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，对于任何长度的个位数数组和 2 位数字的小数组都不会发生这种情况。此外，如果我在merge函数中cout任何内容(如空格、制表符、新行或任何数字(，我会得到正确的输出，即，

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

[我这里有打印的空间。

我尝试更改函数参数，但没有帮助。 请帮忙，我自己无法解决这个问题。

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令人困惑的。在 C 和 C++ 中，将元素的索引传递到最后一个元素之后更惯用，因此数组的长度r - l。使用这种方法，没有容易出错的+1/-1调整。

这是一个修改版本：

#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;
}
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