参考答案:
【问题1】(8分)
【问题2】(5分)
【问题3】(2分)
(1)k<=r
(2)arr[k]=right[j]
(3)begin<end
(4)mergeSort(arr,mid+1,end)
(5)分治
(6)T(n)=2T(n/2)+n
(7)O(nlgn)
(8)O(n)
(9)n1+n2
详细解析:
根据题目中的参数说明,void merge(int arr[],int p,int q,int r)是将数组arr[p...q]和数组arr[q+1...r]进行合并成一个排序的数组,因此合并之后数组的长度为r-q+1>0,k=q,也就是k<=r或k<r+1;数组arr存入子数组arr[p...q]、arr[q+1...r]当前进行比较的最小值,因此当left[i]> right[j]时,数组arr中存入right[i],即arr[k]=right[j];void mergeSort(int arr[],int begin,int end)是指将数组arr递归进行划分,直到分成多个由一个元素组成的子数组时,停止划分,此时也就是begin==end,因此(3)处为begin<end,也就是只要begin!=end则继续划分。划分的时候每次分成两半,两半再分别递归,因此mergeSort(arr,begin,mid);mergeSort(arr,mid+1,end);
很明显归并排序使用的分治算法,每次将数组分割成两个小的子数组。
假设对n个元素的数组进行归并排序时间复杂度为T(n),则分成两个小的子数组后分别进行排序所需的时间为T(n/2),两个子数组则时间复杂度为2T(n/2),再加上归并的时间n,即可得出答案归并排序的时间复杂度为O(nlgn),因为在归并过程中,需要借助left和right两个数组辅助,因此空间复杂度为O(n)。