python - 在python中实现合并排序时出现错误

Question

我正尝试在 python 中实现合并排序，如下所示:

def MergeSortTopdown(list_n):
     #Base condition to stop recursion
    if len(list_n) == 1:
        return list_n
    else:
        mid = int(len(list_n)/2)
        first_half = list_n[:mid]
        second_half = list_n[mid:]
        MergeSortTopdown(first_half)
        MergeSortTopdown(second_half)
        i = 0
        j = 0 
        n = len(list_n)
        for k in range(n):
            if j >= len(first_half) and i < len(second_half):
                list_n[k] = first_half[i]
                i += 1 
            if i >= len(first_half) and j < len(second_half): 
                list_n[k] = second_half[j]
                j += 1
            if i < len(first_half) and j < len(second_half):
                if first_half[i] > second_half[j]:
                    list_n[k] = second_half[j]
                    j += 1   
                elif second_half[j] > first_half[i]:
                    list_n[k] = first_half[i]
                    i += 1
                elif second_half[i] == first_half[j]:
                    list_n[k] = first_half[i]
                    if i>j:
                        i += 1
                    else:
                        j += 1

    return list_n

当我用已经排序的列表进行测试时，这似乎是合理的。但是，当我运行时，出现此错误:

MergeSortTopdown([3,4,6,7,1,8,56,112,67])
Traceback (most recent call last):

  File "<ipython-input-11-29db640f4fc6>", line 1, in <module>
    MergeSortTopdown([3,4,6,7,1,8,56,112,67])

  File "C:/Users/Emmanuel Hoang/MergeSortTopDown.py", line 13, in MergeSortTopdown
    MergeSortTopdown(second_half)

  File "C:/Users/Emmanuel Hoang/MergeSortTopDown.py", line 13, in MergeSortTopdown
    MergeSortTopdown(second_half)

  File "C:/Users/Emmanuel Hoang/MergeSortTopDown.py", line 19, in MergeSortTopdown
    list_n[k] = first_half[i]

IndexError: list index out of range

你能告诉我我的代码有什么问题吗，有什么方法可以改进我的代码。提前谢谢你

Answer 1

您已尝试引用列表末尾之后的元素。我在您的代码中添加了一些简单的 print 语句:

   for k in range(n):
        print("LOOP TOP", k, first_half, second_half, list_n)
        if j >= len(first_half) and i < len(second_half):
            print("TRACE", list_n, k, "\t", first_half, i)
            list_n[k] = first_half[i]
            i += 1

然后我将输入列表缩短为 [8,56,112,3,67]。

输出:

LOOP TOP 0 [8] [56] [8, 56]
LOOP TOP 1 [8] [56] [8, 56]
LOOP TOP 0 [3] [67] [3, 67]
LOOP TOP 1 [3] [67] [3, 67]
LOOP TOP 0 [112] [3, 67] [112, 3, 67]
LOOP TOP 1 [112] [3, 67] [3, 3, 67]
TRACE [3, 3, 67] 1   [112] 0
LOOP TOP 2 [112] [3, 67] [3, 67, 67]
TRACE [3, 67, 67] 2      [112] 1

接下来是您遇到的崩溃。当只有元素 0 时，您尝试获取 first_half[1]。

分析

您有三个连续的 if 语句来检查列表边界:

        if j >= len(first_half) and i < len(second_half):
        if i >= len(first_half) and j < len(second_half): 
        if i < len(first_half) and j < len(second_half):

您在第一次检查中切换了 i 和 j:i 是 first_half 下标。此更改修复了合并:

        if i < len(first_half) and j >= len(second_half):

建议

您的部分问题是您的合并逻辑过于复杂。在循环的主要部分，您有一个单一的值检查:将较低的列表头移动到合并列表。在两个指数都在范围内时执行此操作。

然后，当一个索引到达其列表的末尾时，退出循环并添加另一个列表的剩余元素。使用 extend 方法。所以……

while i < len(first_half) and j < len(second_half):
    if first_half[i] < second_half[j]:
        # move smaller element to list_n;
        # increment i or j as needed
    k += 1

# One of these will be an empty operation.
list_n.extend(first_half[i:])
list_n.extend(second_half[j:])