【數據結構與算法】數據結構初階:排序內容加餐(二)——文件歸并排序思路詳解(附代碼實現)


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?專欄傳送門:《C語言》、《數據結構與算法》、C語言刷題12天IO強訓、LeetCode代碼強化刷題

🍉學習方向:C/C++方向

??人生格言:為天地立心,為生民立命,為往圣繼絕學,為萬世開太平


這個用來測試代碼的對比排序性能的代碼博主依然還是附在下面,大家可以對比一下各種排序算法的運行時間,從而對不同排序方法的時間復雜度有更加直觀地認識:

//測試排序的性能對比  
void TestOP()
{srand(time(0));const int N = 100000;int* a1 = (int*)malloc(sizeof(int) * N);int* a2 = (int*)malloc(sizeof(int) * N);int* a3 = (int*)malloc(sizeof(int) * N);int* a4 = (int*)malloc(sizeof(int) * N);int* a5 = (int*)malloc(sizeof(int) * N);int* a6 = (int*)malloc(sizeof(int) * N);int* a7 = (int*)malloc(sizeof(int) * N);for (int i = 0; i < N; ++i){a1[i] = rand();a2[i] = a1[i];a3[i] = a1[i];a4[i] = a1[i];a5[i] = a1[i];a6[i] = a1[i];a7[i] = a1[i];}//begin和end的時間差就是int begin1 = clock();InsertSort(a1, N);int end1 = clock();int begin2 = clock();ShellSort(a2, N);int end2 = clock();int begin3 = clock();SelectSort(a3, N);int end3 = clock();int begin4 = clock();HeapSort(a4, N);int end4 = clock();int begin5 = clock();QuickSort(a5, 0, N - 1);int end5 = clock();int begin6 = clock();MergeSort(a6, N);int end6 = clock();int begin7 = clock();BubbleSort(a7, N);int end7 = clock();printf("InsertSort:%d\n", end1 - begin1);printf("ShellSort:%d\n", end2 - begin2);printf("SelectSort:%d\n", end3 - begin3);printf("HeapSort:%d\n", end4 - begin4);printf("QuickSort:%d\n", end5 - begin5);printf("MergeSort:%d\n", end6 - begin6);printf("BubbleSort:%d\n", end7 - begin7);free(a1);free(a2);free(a3);free(a4);free(a5);free(a6);free(a7);
}

前言:本篇文章,我們繼續來介紹排序相關拓展的加餐部分的知識點,在初階的數據結構與算法階段,我們把知識點分成三部分,復雜度作為第一部分,順序表和鏈表、棧和隊列、二叉樹為第二部分,排序為第二部分,我們之前已經介紹完了第一部分:算法復雜度和第二部分:順序表和鏈表、棧和隊列、二叉樹。本文我們繼續學習第三部分中的排序的內容。


?


目錄

正文

一、文件歸并排序思路

1、了解外排序

2、文件歸并排序的思路?

二、文件歸并排序代碼實現

結尾


正文

本文和上一篇文章屬于是加餐,大家先掌握排序的主線內容再來看這些比較好。

先掌握排序數據結構的主線內容——插入排序、選擇排序、交換排序、歸并排序——再來看加餐。

上篇文章鏈接放在這里,當然結尾照例也掛了鏈接:

【數據結構與算法】數據結構初階:排序內容加餐(一)——快速排序:三路劃分、自省排序【數據結構與算法】數據結構初階:排序內容加餐(一)——快速排序:三路劃分、自省排序

一、文件歸并排序思路

1、了解外排序

2、文件歸并排序的思路?

畫圖理解:?

二、文件歸并排序代碼實現

以下是文件歸并排序代碼實現——

代碼實現:

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS  1
#include<stdio.h>
#include<time.h>
#include<stdlib.h>//創建N個隨機數,寫到文件中
void CreatNData()
{//造數據int n = 10000000;srand(time(0));const char* file = "data.txt";FILE* fin = fopen(file, "w");if (fin == NULL){perror("fopen error");return;}for (int i = 0; i < n; ++i){int x = rand() + i;fprintf(fin, "% d\n", x);}fclose(fin);
}int compare(const void* a, const void* b)
{return(*(int*)a - *(int*)b);
}//返回實際讀到的數據個數,沒有數據了返回0
int ReadNDataSortToFile(FILE* fout, int n, const char* file1)
{int x = 0;int* a = (int*)malloc(sizeof(int) * n);if (a == NULL){perror("malloc error");return 0;}//想讀取n個數據,如果遇到文件結束,應該讀到j個int j = 0;for (int i = 0; i < n; i++){if (fscanf(fout, "%d", &x) == EOF)break;a[j++] = x;}if (j == 0){free(a);return 0;}//排序qsort(a, j, sizeof(int), compare);FILE* fin = fopen(file1, "w");if (fin == NULL){free(a);perror("fopen error");return 0;}//寫回file1文件for (int i = 0; i < j; i++){fprintf(fin, "%d\n", a[j]);}free(a);fclose(fin);return j;
}void MergeFile(const char* file1, const char* file2, const char* mfile)
{FILE* fout1 = fopen(file1, "r");if (fout1 == NULL){perror("fopen error");return;}FILE* fout2 = fopen(file2, "r");if (fout2 == NULL){perror("fopen error");return;}FILE* mfin = fopen(mfile, "w");if (mfin == NULL){perror("fopen error");return;}//歸并邏輯int x1 = 0;int x2 = 0;int ret1 = fscanf(fout1, "%d", &x1);int ret2 = fscanf(fout2, "%d", &x2);while (ret1 != EOF && ret2 != EOF){if (x1 < x2){fprintf(mfin, "%d\n", x1);ret1 = fscanf(fout1, "%d", &x1);}else{fprintf(mfin, "%d\n", x2);ret2 = fscanf(fout2, "%d", &x2);}}while (ret1 != EOF){fprintf(mfin, "%d\n", x1);ret1 = fscanf(fout1, "%d", &x1);}while (ret2 != EOF){fprintf(mfin, "%d\n", x2);ret2 = fscanf(fout2, "%d", &x2);}fclose(fout1);fclose(fout2);fclose(mfin);
}int main()
{CreatNData();const char* file1 = "file1.txt";const char* file2 = "file1.txt";const char* mfile = "file1.txt";FILE* fout = fopen("data.txt", "r");if (fout == NULL){perror("fopen error");return;}int m = 1000000;ReadNDataSortToFile(fout, m, file1);ReadNDataSortToFile(fout, m, file2);while (1){MergeFile(file1, file2, mfile);//刪除file1和file2remove(file1);remove(file2);//重命名mfile為file1rename(mfile, file1);//當再去讀取數據,一個都讀不到,說明此時已經沒有數據了//已經歸并完成,歸并結果在file1int n = 0;if ((n = ReadNDataSortToFile(fout, m, file2)) == 0)break;//if (n < 100)//{//	int x = 0;//}}return 0;
}

注意:下圖這里的m不要看錯,一定要擦亮眼睛,鑄幣博主沒注意,在這里寫了個100,1000000個數據跑得那速度讓鑄幣主包懷疑自己的電腦被奪舍了,主包還以為1946年那臺世界上第一臺計算機“埃尼阿克”的幽靈把主包電腦攝魂了,沒想到是主包一開始測試的時候在這里寫了個100忘記改掉了。。。大家不要犯跟博主一樣的錯誤。


結尾

往期回顧:

【數據結構與算法】數據結構初階:排序內容加餐(一)——快速排序:三路劃分、自省排序【數據結構與算法】數據結構初階:排序內容加餐(一)——快速排序:三路劃分、自省排序

本期內容需要回顧的C語言知識如下面的截圖中所示(指針博主寫了6篇,列出來有水字數嫌疑了,就只放指針第六篇的網址,博主在指針(六)把指針部分的前五篇的網址都放在【往期回顧】了,點擊【傳送門】就可以看了)。

大家如果對前面部分的知識點印象不深,可以去上一篇文章的結尾部分看看,博主把需要回顧的知識點相關的博客的鏈接都放在上一篇文章了,上一篇文章的鏈接博主放在下面了:

【數據結構與算法】數據結構初階:詳解順序表和鏈表(三)——單鏈表(上)

結語:本篇文章到這里就結束了,對數據結構的排序知識感興趣的友友們可以在評論區留言,博主創作時可能存在筆誤,或者知識點不嚴謹的地方,大家多擔待,如果大家在閱讀的時候發現了行文有什么錯誤歡迎在評論區斧正,再次感謝友友們的關注和支持!?

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