linux下归并排序(MergeSort)算法的C语言实现
在Linux下实现了一个归并排序的算法，分成多个文件，这里记录三点：归并排序的算法、makefile的使用、gdb调试心得
一、归并排序算法
算法的递推关系：一个大的数列需要排序，把它从中间分成两部分，每一部分归并排序，然后把排好序的这两个部分再合并起来（合并的时候要按顺序合并）。
算法的Base Case：如果分成的这部分只有一个数，那么这个部分就不用再排序（看做已经排好序的）。
实现这个算法用了三个函数，每个函数在一个文件中，分别为：merge.c sort.c 和 main.c，其中merge.c实现的是合并的方法，sort.c实现的是排序的方法，main.c是一个测试实例。还有三个头文件，分别指出了函数原型。
merge.c：
/*This is a merge program. * Given an integer ARRAY and three numbers which indicate the begain *and the end of two subarrays, merge the two subarrays to a bigger *one. The two subarrays are alrealy sorted from small to big. * For example, given an array a[10] and three numbers 0, 3 and 5. The *first array is from a[0] to a[2], the seconde array is from a[3] to *a[4]. The number 3 and 5 are the upper side. This program merge the *two arrays together. * */#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include "main.h"void merge(int *a, int idxa, int idxb, int idxc){ int i = idxa, j = idxb, k = 0; int total = idxc-idxa; //int temp[total] = {0}; int *temp = (int *)malloc(sizeof(int) * total); if(temp == NULL) { fprintf(stderr, "malloc error in merge function\n"); return; } while(i < idxb && j < idxc) { if(a[i] < a[j]) temp[k++] = a[i++]; else temp[k++] = a[j++]; } if(i == idxb) { while(j < idxc) temp[k++] = a[j++]; } else if(j == idxc) { while(i < idxb) temp[k++] = a[i++]; } /*Copy the temp to the sorce array*/ for(i = 0, k = idxa; i < total; k++, i++) a[k] = temp[i]; free(temp);}#ifndef MAIN/*For test*/int main(){ int a[10]; int i = 0; int idxa=1, idxb=5, idxc=8; printf("Please input 10 numbers to the array:"); for(i = 0; i < 10; i++) scanf("%d", &a[i]); printf("Three indexes are %d, %d and %d.\nThe first subarray is:", idxa, idxb, idxc); for(i = idxa; i < idxb; i++) printf(" %d", a[i]); printf("\nThe second subarray is:"); for(i = idxb; i < idxc; i++) printf(" %d", a[i]); printf("\n"); merge(a, idxa, idxb, idxc); printf("The merged array is:"); for(i = idxa; i < idxc; i++) printf(" %d", a[i]); printf("\n"); return 0;}#endifmerge.h：
/*Author: Eric *Time: 2011.01.08 */void merge(int *a, int idxa, int idxb, int idxc);
sort.c:
/*This is a function for sorting an array useing merge.c * *Author: Eric *Time: 2011.01.08 */#include <stdio.h>#include "main.h"#include "merge.h"/*Sort array a, from a[begin] to a[upend-1]*/void sort(int *a, int begin, int upend){ int n = upend - begin; /*the number to be sorted*/ /*The first array is a[idxa] to a[idxb-1]. The second is a[idxb] to a[idxc-1]*/ int idxa = begin, idxb = ((begin+upend)%2 == 0) ? (begin+upend)/2 : (begin+upend+1)/2, idxc = upend; if(n < 2) { printf("The array elements are less than two. No need to sort\n"); return; } else if(n == 2) merge(a, idxa, idxb, idxc); else { if(idxb-idxa > 1) sort(a, idxa, idxb); if(idxc-idxb > 1) sort(a, idxb, idxc); merge(a, idxa, idxb, idxc); }}#ifndef MAIN#define MAIN/*For test*/int main(){ int a[10] = {1, 4, 8, 5, 10, 25, 54, 15, 12, 2}; int i = 0; sort(a, 0, 10); printf("The sorted array is:"); for(i = 0; i < 10; i++) printf(" %d", a[i]); printf("\n"); return 0;}#endifsort.h:
void sort(int *a, int begin, int upend);
main.c:
#include <stdio.h>#include "sort.h"int main(){ int a[10] = {9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0}; int i = 0; sort(a, 0, 10); printf("The sorted array is:"); for(i = 0; i < 10; i++) printf(" %d", a[i]); printf("\n"); return 0;}main.h:
#ifndef MAIN#define MAIN#endif
说明：在merge函数以及sort函数中，数组的下标都是非对称的。也就是说，数组是a[begin..upend-1]。所有子数组也是这样定义的。其中idxa的意思是index a。
这个算法的思想其实很简单，之所以写这么多程序完全是为了练习在在Linux下编程。更简洁的算法实现可以参看归并排序，只不过作者的数组和我的不一样。
二、makefile的使用
在Linux下编好多个文件的程序之后要用Makefile文件把它们联合起来，这样这些程序才能组成一个可以执行的程序。我的Makefile文件内容如下：
main: main.o sort.o merge.o
gcc $^ -o $@
main.o: main.c sort.h
sort.o: sort.c merge.h main.h
merge.o: merge.c main.h
clean:
-rm *.o
.PHONY: clean
运行时使用命令make CFLAGS=-g -n可以尝试运行，看Makefile文件有没有写对。真正运行的时候去掉-n选线即可。
三、gdb调试心得
display *a@10 这个命令在每次运行的时候列出数组a的10个元素
设置断点，大段大段的运行程序。