TA release HW1

1/exp2/merge_sort.cpp

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+#include "stdio.h" /*
+
+链表的归并排序的核心是将链表分成前后两段，分别排序后对两个有序链表归并，递归边界是当前链表长度为1。
+*/
+
+int compare_count = 0;
+
+// 两个有序链表合并 ， 将右链元素插入到左链中 。
+int *merge(int *l_head, int *r_head)
+{
+    // 这里构建一个虚拟头结点 ， 方便在第一个元素前插入 。
+    int *head = new int[2];
+    head[1] = (int)l_head;
+    int *p_left = head;
+    int *p_right = r_head;
+    do
+    {
+        do
+        { // 寻找左链中的插入位置
+            if (p_left[1] == (int)NULL)
+                break;
+            // count the number of comparisons
+            compare_count++;
+            if (((int *)p_left[1])[0] > p_right[0])
+                break;
+            p_left = (int *)p_left[1];
+        } while (1);
+        // 如果到达左链尾端 ， 右链直接接上
+        if (p_left[1] == (int)NULL)
+        {
+            p_left[1] = (int)p_right;
+            break;
+        }
+        int *p_right_temp = p_right;
+        do
+        { // 寻找右链待插入片段
+            if (p_right_temp[1] == (int)NULL)
+                break;
+            // count the number of comparisons
+            compare_count++;
+            if (((int *)p_right_temp[1])[0] > ((int *)p_left[1])[0])
+                break;
+            p_right_temp = (int *)p_right_temp[1];
+        } while (1);
+        // 完成插入操作
+        int *temp_right_pointer_next = (int *)p_right_temp[1];
+        p_right_temp[1] = p_left[1];
+        p_left[1] = (int)p_right;
+        p_left = p_right_temp;
+        p_right = temp_right_pointer_next;
+        if (p_right == NULL)
+            break;
+    } while (1);
+    int rv = head[1];
+
+    delete head;
+    return (int *)rv;
+}
+
+// 归并排序主函数 ， 先找链表中点 ， 再分别排序 ， 最后归并
+int *msort(int *head)
+{
+    if (head[1] == (int)NULL)
+        return head;
+    int *stride_2_pointer = head;
+    int *stride_1_pointer = head;
+    do
+    { // 通过同时进行步长为 1 和步长为 2 的跳转找中点
+        if (stride_2_pointer[1] == (int)NULL)
+            break;
+        stride_2_pointer = (int *)stride_2_pointer[1];
+        if (stride_2_pointer[1] == (int)NULL)
+            break;
+        stride_2_pointer = (int *)stride_2_pointer[1];
+        stride_1_pointer = (int *)stride_1_pointer[1];
+    } while (1);
+    // 拆成两个链表分别排序 ， 再归并 。
+    stride_2_pointer = (int *)stride_1_pointer[1];
+    stride_1_pointer[1] = (int)NULL;
+    int *l_head = msort(head);
+    int *r_head = msort(stride_2_pointer);
+    return merge(l_head, r_head);
+}
+
+int main()
+{
+    FILE *infile, *outfile;
+    int buffer[1001];
+    infile = fopen("a.in", "rb");
+    fread(buffer, 4, 1001, infile);
+    fclose(infile);
+    int N = buffer[0];
+    // create a linked list
+    int *head = new int[2];
+    head[1] = (int)NULL;
+    int *pointer = head;
+    for (int idx = 1; idx <= N; idx++)
+    {
+        pointer[1] = (int)new int[2];
+        pointer = (int *)pointer[1];
+        pointer[0] = buffer[idx];
+        pointer[1] = (int)NULL;
+    }
+    // sort
+    head[1] = (int)msort((int *)head[1]);
+    pointer = head;
+    outfile = fopen("a.out", "wb");
+    // 输出比较次数
+    fwrite(&compare_count, 4, 1, outfile);
+    // wirte the sorted list to file
+    do
+    {
+        pointer = (int *)pointer[1];
+        if (pointer == NULL)
+            break;
+        fwrite(pointer, 4, 1, outfile);
+    } while (1);
+    fclose(outfile);
+    // 本文件用于翻译，没有释放链表内存的操作
+    return 0;
+}