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python 实现归并排序算法

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下面是关于“Python实现归并排序算法”的完整攻略。

1. 归并排序算法的基本原理

归并排序（Merge Sort）是一种基于分治思想的排序算法，它将待排序的序列分成两个子序列，对每个子序列进行递归排序，然后将两个有序子序列合并成一个有序序列。归并排序的基本流程如下：

  1. 分割：将待排序序列分成两个子序列，直到每个子序列只有一个元素。
  2. 归并：将两个有序子序列合并成一个有序序列，直到所有子序列合并成一个有序序列。

2. 归并排序算法Python实现

以下是归并排序算法的Python实现示例：

def merge_sort(arr):
    if len(arr) <= 1:
        return arr
    mid = len(arr) // 2
    left = merge_sort(arr[:mid])
    right = merge_sort(arr[mid:])
    return merge(left, right)

def merge(left, right):
    result = []
    i, j = 0, 0
    while i < len(left) and j < len(right):
        if left[i] < right[j]:
            result.append(left[i])
            i += 1
        else:
            result.append(right[j])
            j += 1
    result += left[i:]
    result += right[j:]
    return result

在这个示例中，我们定义了一个merge_sort()函数和一个merge()函数。merge_sort()函数用于对待排序序列进行归并排序，它首先判断序列长度是否小于等于1，如果，则直接返回序列。否则，将序列分成两个子序列，对每个子序列进行递归排序，然后将两个序子序列合并成一个有序序列。merge()函数用于将两个有序子序列合并成一个有序序列，它使用两个指针i和j分别指向左子序列和右子序列的第一个元素，比较两个指针所指的元素大小，将较小的元素加入结果序列中，并将指针向后移动。最后，将剩余的元素加入结果序列中。

以下是使用merge_sort()函数对列表进行排序的示例：

arr = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5]
sorted_arr = merge_sort(arr)
print(sorted_arr)

在这个示例中，我们merge_sort()函数对一个列表进行排序，并使用print()函数输出排序后的结果。

输出结果为：

[1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 5, 6, 9]

以下是使用merge_sort()函数对字符串列表进行排序的示例：

arr ['apple', 'banana', 'orange', 'pear', 'grape']
sorted_arr = merge_sort(arr)
print(sorted_arr)

在这个示例中，我们使用merge_sort()函数对一个字符串列表进行排序，并使用print()函数输出排序后的结果。

输出结果为：

['apple', 'banana', 'grape', 'orange', 'pear']

3. 总结

归并排序算法是一种基于分治思想的排序算法，它将待排序的序列分成两个子序列，对每个子序列进行递归，然后将两个有序子序列合并成一个有序序列。在Python中，我们可以使用递归和列表切片等语言特来实现归并排序算法。归并排序算法的时间复杂度为O(nlogn)，它是一种稳定的排序算法，适用于各种数据类型的排序。

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