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C#，归并排序算法（Merge Sort Algorithm）的源代码及数据可视化

news 2025/7/11 15:24:35

归并排序

归并算法采用非常经典的分治策略，每次把序列分成n/2的长度，将问题分解成小问题，由复杂变简单。

因为使用了递归算法，不能用于大数据的排序。

核心代码：

using System;
using System.Text;
using System.Collections.Generic;
using System.Windows.Forms;

namespace WindowsFormsApp6
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        Random rnd = new Random((int)DateTime.Now.Ticks);
        List<string> slides = new List<string>();

        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
            BrowserReleaseHelper.SetWebBrowserFeatures(11);
        }

        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            this.Text = "C#，四种常见排序算法的可视化编程——北京联高软件开发有限公司";
            button1.Text = "选择排序"; button1.Cursor = Cursors.Hand;
            button2.Text = "冒泡排序"; button2.Cursor = Cursors.Hand;
            button3.Text = "插入排序"; button3.Cursor = Cursors.Hand;
            button4.Text = "快速(递归)"; button4.Cursor = Cursors.Hand;
            button5.Text = "快速(非递归)"; button5.Cursor = Cursors.Hand;
            button6.Text = "归并排序"; button6.Cursor = Cursors.Hand;
            panel1.Dock = DockStyle.Top;
            panel2.Dock = DockStyle.Fill;
            webBrowser1.Navigate("http://www.315soft.com");
        }

        private int[] RandArray()
        {
            int n = 20;
            int[] dataArray = new int[n];
            for (int i = 0; i < n; i++)
            {
                dataArray[i] = rnd.Next(20, 100);
            }
            return dataArray;
        }

        private void button6_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            int[] arraySource = RandArray();
            int[] arrayTemplate = new int[arraySource.Length];
            MergeSort(0, arraySource.Length - 1, ref arraySource, ref arrayTemplate);

            loop = 0;
            timer1.Interval = 100;
            timer1.Enabled = true;
        }

        /// <summary>
        /// 归并排序算法
        /// </summary>
        /// <param name="left"></param>
        /// <param name="right"></param>
        /// <param name="arraySource"></param>
        /// <param name="arrayTemplate"></param>
        private void MergeSort(int left, int right, ref int[] arraySource, ref int[] arrayTemplate)
        {
            if (left >= right)
            {
                return;
            }
            int mid = (left + right) >> 1;
            MergeSort(left, mid, ref arraySource, ref arrayTemplate);
            MergeSort(mid + 1, right, ref arraySource, ref arrayTemplate);
            int head_left = left;
            int head_right = mid + 1;
            int tmp_index = left;
            while (head_left <= mid && head_right <= right)
            {
                if (arraySource[head_left] < arraySource[head_right])
                {
                    arrayTemplate[tmp_index++] = arraySource[head_left++];
                }
                else
                {
                    arrayTemplate[tmp_index++] = arraySource[head_right++];
                }
            }
            while (head_left <= mid)
            {
                arrayTemplate[tmp_index++] = arraySource[head_left++];
            }
            while (head_right <= right)
            {
                arrayTemplate[tmp_index++] = arraySource[head_right++];
            }
            for (int i = left; i <= right; i++)
            {
                arraySource[i] = arrayTemplate[i];
            }

            slides.Add(Slide(button6.Text, arraySource, left, right));
        }

        private string Slide(string title, int[] dataArray, int a, int b)
        {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            sb.AppendLine("<!DOCTYPE html PUBLIC \"-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN\" \"http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd\">");
            sb.AppendLine("<html xmlns=\"http://www.w3.org/1999/xhtml\" >");
            sb.AppendLine("<head>");
            sb.AppendLine("<style>");
            sb.AppendLine("td { vertical-align:bottom;text-align:center;font-size:12px; } ");
            sb.AppendLine(".bar { width:" + (int)((webBrowser1.Width - dataArray.Length * 11) / dataArray.Length) + "px;font-size:12px;border:solid 1px #FF6701;background-color:#F08080;text-align:center;border-radius:3px; }");
            sb.AppendLine("</style>");
            sb.AppendLine("</head>");
            sb.AppendLine("<body>");
            sb.AppendLine("<table width='100%' style='border-bottom:solid 1px #E9E9E0;'>");
            sb.AppendLine("<tr>");
            sb.AppendLine("<td>方法：" + title + "</td>");
            sb.AppendLine("<td>数据：" + dataArray.Length + "</td>");
            sb.AppendLine("<td>步骤：[0]</td>");
            sb.AppendLine("</tr>");
            sb.AppendLine("</table>");
            sb.AppendLine("<br>");
            sb.AppendLine("<table width='100%' style='border-bottom:solid 15px #E9E9E0;'>");
            sb.AppendLine("<tr>");
            for (int i = 0; i < dataArray.Length; i++)
            {
                if (i == a || i == b)
                {
                    sb.AppendLine("<td>" + dataArray[i] + "<div class='bar' style='height:" + dataArray[i] * 3 + "px;background-color:#993333;'></div></td>");
                }
                else
                {
                    sb.AppendLine("<td>" + dataArray[i] + "<div class='bar' style='height:" + dataArray[i] * 3 + "px;'></div></td>");
                }
            }

            sb.AppendLine("</tr>");
            sb.AppendLine("</table>");
            sb.AppendLine("</body>");
            sb.AppendLine("</html>");
            return sb.ToString();
        }


        int loop = 0;

        private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)
        {
            if (loop < slides.Count + (3000 / timer1.Interval))
            {
                if (loop < slides.Count)
                {
                    webBrowser1.DocumentText = slides[loop].Replace("[0]", loop + " / " + slides.Count);
                    loop++;
                    return;
                }
                loop++;
                return;
            }
            loop = 0;
        }
    }
}
 

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