/***********************************************************************************************

1.设定两个指针，最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置

2.比较两个指针所指向的元素，选择相对小的元素放入到合并空间，并移动指针到下一位置

3.重复步骤3直到某一指针达到序列尾

4.将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾

归并排序：

归并排序具体工作原理如下（假设序列共有n个元素）：

1.将序列每相邻两个数字进行归并操作，形成floor(n / 2)个序列，排序后每个序列包含两个元素

2.将上述序列再次归并，形成floor(n / 4)个序列，每个序列包含四个元素

3.重复步骤2，直到所有元素排序完毕 

归并排序是稳定的，它的最差，平均，最好时间都是O(nlogn)。但是它需要额外的存储空间.

 何问起 hovertree.com

归并排序法（Merge Sort，以下简称MS）是分治法思想运用的一个典范。

其主要算法操作可以分为以下步骤：

Step 1：将n个元素分成两个含n/2元素的子序列

Step 2：用MS将两个子序列递归排序（最后可以将整个原序列分解成n个子序列）

Step 3：合并两个已排序好的序列  

************************************************************************************************/  

#include<iostream>

#include<cstdio>

#include<cstring>

#include<algorithm>

#include<cmath>

#include<climits>

#include<cstdlib>

#include<time.h>

#include<cstdlib>

#include<cstdio>

using namespace std;

void Random(int a[],int n)

{

    int i=;

    srand( (unsigned)time( NULL ) );

    while(i<n)

    {

        a[i++]=rand();

    }

}

void merge(int *a, int low, int mid, int high) //归并操作

{

    int k, begin1, begin2, end1, end2;

    begin1 = low;

    end1 = mid;

    begin2 = mid + ;

    end2 = high;

    int *temp = (int *) malloc((high - low + ) * sizeof(int));

    for(k = ; begin1 <= end1 && begin2 <= end2; k++) //自小到大排序

    {

        if(a[begin1] <= a[begin2])

            temp[k] = a[begin1++];

        else

            temp[k] = a[begin2++];

    }

    if(begin1 <= end1) //左剩

        memcpy(temp + k, a + begin1, (end1 - begin1 + ) * sizeof(int));

    else //右剩

        memcpy(temp + k, a + begin2, (end2 - begin2 + ) * sizeof(int));

    memcpy(a + low, temp, (high - low + ) * sizeof(int)); //排序后复制到原数组

    free(temp); //释放空间

}

void merge_sort(int *a, unsigned int begin, unsigned int end)

{

    int mid;

    if(begin < end)

    {

        mid=begin+(end-begin)>>;

        //mid = (end + begin) / 2;  防止数据加法溢出

        merge_sort(a, begin, mid); //分治

        merge_sort(a, mid + , end); //分治

        merge(a, begin, mid, end);  //合并两个已排序的数列

    }

}

int main()

{

    int a[];

    Random(a,);

    for(int i=;i<;i++)

    {

        cout<<" "<<a[i]<<" ";

    }  

    merge_sort(a, , -);

    for(int i=;i<;i++)

    {

        cout<<" "<<a[i]<<endl;

    }  

    return ;  

}