Go与Python归并排序实现对比：原地修改与新建数组策略

拾柒

发布时间：2026-10-14| 3人浏览过

原创

本文详细解析归并排序在GoLang与Python中的不同实现策略。GoLang与C++类似，采用原地修改数组的方式，通过辅助指针和临时数组完成合并；而Python实现则倾向于创建新数组并返回，利用切片操作简化逻辑。文章对比了两种思路的代码结构、内存使用及适用场景，帮助开发者理解不同语言特性下的算法优化方向。

归并排序概述

归并排序

核心思路在于将数组不断进行二分切割，直至子数组长度为1，随后将这些子数组两两合并，最终形成完整的有序数组。

C++与GoLang原地排序实现

C++实现:


void mergeSort(T arr[], int left,int right) { //对arr[left,right]的范围进行排序
 if (left >= right)
  return;
 int mid = (left + right) / 2;
 mergeSort(arr, left, mid);
 mergeSort(arr, mid + 1, right); 
 merge(arr, left, mid, right); //合并两部分
}

template<typename T>
void __merge(T arr[], int left, int mid, int right) { //将arr[left,mid] 和 arr[mid+1,right] 两部分进行归并

 T *tmp=new T[right-left+1];
 for (int i = left; i <= right; i++)
  tmp[i - left] = arr[i]; //先把arr（需要合并的左右片段） 复制给tmp

 int i = left, j = mid + 1; // i 做为左半部分的指针 j作为右半部分的指针
 for (int k = left; k <= right; k++) {
  if (i > mid) { // 左半部分 已经合入完了，将右半部分剩下的 全部合入
   arr[k] = tmp[j - left];
   j++;
  }
  else if (j > right) { // 右半部分 已经合入完了，将左半部分剩下的 全部合入
   arr[k] = tmp[i - left];
   i++;
  }
  else if (tmp[i - left] < tmp[j - left]) {
   arr[k] = tmp[i - left];
   i++;
  }
  else {
   arr[k] = tmp[j - left];
   j++;
  }
 }
 delete[] tmp;
}

GoLang实现:


func mergeSort(arr []int, left, right int) {
 if left >= right {
  return
 }
 mid := left + (right-left)/2
 mergeSort(arr, left, mid) // 递归调用，分别对左右部分进行归并排序
 mergeSort(arr, mid+1, right)
 merge(arr, left, mid, right) // 将左右部分进行合并
}

func merge(arr []int, left, mid, right int) {
 // 将要合并的部分做个拷贝
 var tmp []int = make([]int, right-left+1)
 for i, j := left, 0; i <= right; i++ {
  tmp[j] = arr[i]
  j++
 }
 // i做为左半部分的指针 j作为右半部分的指针
 var i, j int = left, mid+1
 for k := left; k <= right; k++ {
  if i > mid { // 左半部分 已经合入完了，将右半部分剩下的 全部合入
   arr[k] = tmp[j-left]
   j++
  } else if j > right { // 右半部分 已经合入完了，将左半部分剩下的 全部合入
   arr[k] = tmp[i-left]
   i++
  } else if tmp[i-left] > tmp[j-left] {
   arr[k] = tmp[j-left]
   j++
  } else {
   arr[k] = tmp[i-left]
   i++
  }
 }
}

Python新建数组排序实现

Python实现:

Python的实现方式与前文提到的C++和GoLang存在显著差异。前两种语言主要在原始数组上进行原地修改（in-place modification），通过索引指针控制合并过程；而Python实现则倾向于创建新的数组对象来存储排序结果，不直接修改输入数组。


def mergeSort(arr):
 if len(arr) <= 1:
  return arr
 mid = len(arr) // 2
 left = mergeSort(arr[:mid]) # 分别对左右部分排序
 right = mergeSort(arr[mid:])
 return merge(left, right) # 合并左右部分为有序数组


def merge(left, right):
 result = []
 num_left, num_right = left.pop(0), right.pop(0) # 分别取出左右部分的第0个元素
 while True:
  if num_left < num_right:
   result.append(num_left)
   try:
    num_left = left.pop(0)
   except IndexError:
    result.append(num_right)
    result.extend(right)
    break
  else:
   result.append(num_right)
   try:
    num_right = right.pop(0)
   except IndexError:
    result.append(num_left)
    result.extend(left)
    break
 return result


if __name__ == '__main__':
 from random import shuffle

 arr = list(range(30))
 shuffle(arr)
 arr = mergeSort(arr)
 print(arr)