Golang 使用并发的归并排序算法对整数切片进行排序

在本文中，我们将编写使用并发的归并排序算法对整数切片进行排序的Go语言程序。这个过程使得程序的各个部分可以独立并行地运行，从而提高程序的效率。使用Go协程和通道来实现并发执行。

归并排序是一种分治算法，用于对未排序的数组或切片进行排序，它将输入切片分割为较小的子切片，分别递归地对它们进行排序，然后将它们合并为一个排序好的单一切片。

语法

func make ([] type, size, capacity)

在Go语言中，make函数用于创建数组/映射，它接受要创建的变量类型、大小和容量作为参数。

步骤

• 程序中导入main，fmt和sync包。

• 创建一个名为merge_integers的函数，该函数以left和right作为参数，这两个切片将被合并为一个排序后的切片。

• 在这一步中，创建一个名为output的切片，其长度为left和right切片长度的和。

• 然后，初始化两个变量i和j为0，它们表示左切片和右切片的索引。

• 在这一步中，使用for循环对整数切片进行排序。

• 比较左切片和右切片索引i和j处的元素，如果左边小于右边，则将较小的值分配给output[i+j]。

• 然后，如果较小的值小于右边，则增加索引i，如果右边小于左边，则增加索引j。

• 它继续这个过程，直到其中一个切片完全遍历完毕。

• 循环遍历后，可能会在左切片或右切片中留下一些元素，它们将使用if-else条件进行检查，并添加到结果切片中。

• 最后，它返回包含左切片和右切片中合并和排序元素的输出切片。

• 创建一个并发执行的归并排序函数，将nums作为参数传递，表示要排序的切片。

• 在这一步中，检查输入切片的长度是否小于或等于1，如果是，则直接返回输入切片，因为它已经是有序的。

• 然后，计算nums切片的中间索引，并将其赋值给mid变量。

• 在这一步中，创建两个空的切片，left和right，用来存储切片的左半部分和右半部分。

• 然后，使用sync.WaitGroup初始化一个并发的计数器，并使用Add方法将计数设置为2，因为将有两个go协程同时运行。

• 接下来，使用匿名函数创建两个go协程。

• 在第一个go协程中，通过递归调用merge Sort方法对nums[:mid]切片的左半部分进行排序，并将结果存储在left切片中。

• 在第二个go协程中，通过递归调用merge Sort方法对nums[mid:]切片的右半部分进行排序，并将结果存储在right切片中。

• 使用Wait方法等待go协程完成处理过程。

• 在go程完成并且Wait Group计数器达到0之后，使用merge函数合并排序后的左右切片，并返回输出。

• 创建一个main函数。

• 在main函数中，创建一个未排序的整数切片，并将其存储在切片变量中。

• 然后，调用merge Sort函数对该切片进行排序。

• 最后，使用fmt包中的Println函数将排序结果打印到控制台。

示例

在本示例中，我们将编写一个Go语言程序，使用Go程和管道以并发方式实现合并排序算法来对整数片段进行排序。

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

func merge_integers(left, right []int) []int {
    output := make([]int, len(left)+len(right))
    i, j := 0, 0

    for i < len(left) && j < len(right) {
        if left[i] <= right[j] {
            output[i+j] = left[i]
            i++
        } else {
            output[i+j] = right[j]
            j++
        }
    }

    for i < len(left) {
        output[i+j] = left[i]
        i++
    }

    for j < len(right) {
        output[i+j] = right[j]
        j++
    }

    return output
}

func mergeSort(nums []int) []int {
    if len(nums) <= 1 {
        return nums
    }

    mid := len(nums) / 2

    var left, right []int

    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(2)

    go func() {
        left = mergeSort(nums[:mid])
        wg.Done()
    }()

    go func() {
        right = mergeSort(nums[mid:])
        wg.Done()
    }()

    wg.Wait()

    return merge_integers(left, right)
}

func main() {
    slice := []int{90, 50, 10, 30, 80, 40, 20, 70, 60}
    fmt.Println("Unsorted:", slice)

    sorted := mergeSort(slice)
    fmt.Println("Sorted:", sorted)
}

输出

Unsorted: [90 50 10 30 80 40 20 70 60]
Sorted: [10 20 30 40 50 60 70 80 90]

结论

我们通过实现并发，并利用使用Go协程和通道的示例，编译并执行了使用归并排序对整数片段进行排序的程序。因此，该程序成功执行。