TA release HW1

1/exp2/merge_sort_runnable.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。
+
+！！！注意：此代码为可运行版本，目的是让大家检验自己的实验结果是否正确
+！！！其中的链表节点是通过结构体实现的，实际汇编的实现中指针也是32位整数，请参考另一个版本的代码（merge_sort.cpp）
+
+*/
+
+// 统计待排序数据的比较次数
+int compare_count = 0;
+
+// 链表节点, 结构体实现
+struct Node
+{
+    int value;
+    Node *next;
+};
+
+// 两个有序链表合并，将右链元素插入到左链中 。
+Node *merge(Node *l_head, Node *r_head)
+{
+    // 这里构建一个虚拟头结点，方便在第一个元素前插入。
+    Node *head = new Node;
+    head->next = l_head;
+    Node *p_left = head;
+    Node *p_right = r_head;
+    do
+    {
+        do
+        { // 寻找左链中的插入位置
+            if (p_left->next == (int)NULL)
+                break;
+            compare_count++; // 统计比较次数
+            if ((p_left->next)->value > p_right->value)
+                break;
+            p_left = p_left->next;
+        } while (1);
+        // 如果到达左链尾端，右链直接接上
+        if (p_left->next == NULL)
+        {
+            p_left->next = p_right;
+            break;
+        }
+        Node *p_right_temp = p_right;
+        do
+        { // 寻找右链待插入片段
+            if (p_right_temp->next == NULL)
+                break;
+            compare_count++; // 统计比较次数
+            if ((p_right_temp->next)->value > (p_left->next)->value)
+                break;
+            p_right_temp = p_right_temp->next;
+        } while (1);
+        // 完成插入操作
+        Node *temp_right_pointer_next = p_right_temp->next;
+        p_right_temp->next = p_left->next;
+        p_left->next = p_right;
+        p_left = p_right_temp;
+        p_right = temp_right_pointer_next;
+        if (p_right == NULL)
+            break;
+    } while (1);
+    Node *rv = head->next;
+    delete head;
+    return rv;
+}
+
+// 归并排序主函数，先找链表中点，再分别排序，最后归并
+Node *msort(Node *head)
+{
+    if (head->next == NULL)
+        return head;
+    Node *stride_2_pointer = head;
+    Node *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->next == NULL)
+            break;
+        stride_2_pointer = stride_2_pointer->next;
+        if (stride_2_pointer->next == NULL)
+            break;
+        stride_2_pointer = stride_2_pointer->next;
+        stride_1_pointer = stride_1_pointer->next;
+    } while (1);
+    // 拆成两个链表分别排序 ， 再归并 。
+    stride_2_pointer = stride_1_pointer->next;
+    stride_1_pointer->next = NULL;
+    Node *l_head = msort(head);
+    Node *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];
+    Node *head = new Node;
+    head->next = NULL;
+    Node *pointer = head;
+    for (int idx = 1; idx <= N; idx++)
+    {
+        pointer->next = new Node;
+        pointer = pointer->next;
+        pointer->value = buffer[idx];
+        pointer->next = NULL;
+    }
+    // 排序
+    head->next = msort(head->next);
+    // 输出到文件
+    pointer = head;
+    outfile = fopen("a.out", "wb");
+    // 输出比较次数
+    fwrite(&compare_count, 4, 1, outfile);
+    do
+    {
+        pointer = pointer->next;
+        if (pointer == NULL)
+            break;
+        fwrite(&(pointer->value), 4, 1, outfile);
+    } while (1);
+    fclose(outfile);
+    // 释放链表内存
+    while (head != NULL)
+    {
+        Node *temp = head;
+        head = head->next;
+        delete temp;
+    }
+    return 0;
+}