在Python中执行合并合并排序时出现错误

Question

我正在尝试在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，会出现此错误：

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

您能告诉我我的代码有什么问题吗，有什么方法可以改善我的代码。预先谢谢你

Answer 1

您已尝试引用列表末尾的元素。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

这是您崩溃后的结果。当元素只有0时，您尝试获取first_half[1]。

分析

您有三个连续的if语句来检查列表范围：

        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):

您在第一张支票中切换了i和j：i是first_half下标。此更改可修复合并：

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

建议

部分问题是合并逻辑过于复杂。在循环的主要部分中，您需要进行一次值检查：将列表标题的下半部分移到合并列表中。当两个索引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其余元素。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:])

Answer 2

要解决IndexError：

您在合并排序的“合并步骤”中检查的第一种情况（如果您已经合并了列表second_half中的所有元素）具有两个列表的名称{{1} }和first_half切换。代替这个：

second_half

您应该有这个：

if j >= len(first_half) and i < len(second_half):
    list_n[k] = first_half[i]
    i += 1 

这将正确检查上述条件。

为什么会这样：

收到if j >= len(second_half) and i < len(first_half): list_n[k] = first_half[i] i += 1 的原因是因为您试图呼叫IndexError且之前未正确确认first_half[i]是列表i中的有效索引这样做。