归并排序（Merge Sort）是一种经典的排序算法，它采用分治策略，将大问题分解为小问题，然后对小问题进行排序，最后将排序好的小问题合并为原问题的解。本文将从归并排序的原理、C语言实现以及性能优化等方面进行详细解析，旨在帮助读者全面了解归并排序。
一、归并排序原理
归并排序的基本思想是将待排序的序列分为若干个子序列，每个子序列包含一个或两个元素，然后对每个子序列进行排序，最后将已排序的子序列合并为原序列。具体步骤如下：
1. 将待排序序列分为n个子序列，每个子序列包含一个元素。
2. 将相邻的两个子序列合并为一个已排序的子序列。
3. 重复步骤2，直到所有子序列合并为一个已排序的序列。
归并排序的时间复杂度为O(nlogn)，空间复杂度为O(n)，在处理大数据量时具有较好的性能。
二、归并排序C语言实现
下面是归并排序的C语言实现：
```c
include
include
// 合并两个子序列
void merge(int arr[], int left, int mid, int right) {
int i, j, k;
int n1 = mid - left + 1;
int n2 = right - mid;
int L = (int )malloc(n1 sizeof(int));
int R = (int )malloc(n2 sizeof(int));
for (i = 0; i < n1; i++)
L[i] = arr[left + i];
for (j = 0; j < n2; j++)
R[j] = arr[mid + 1 + j];
i = 0;
j = 0;
k = left;
while (i < n1 && j < n2) {
if (L[i] <= R[j]) {
arr[k] = L[i];
i++;
} else {
arr[k] = R[j];
j++;
}
k++;
}
while (i < n1) {
arr[k] = L[i];
i++;
k++;
}
while (j < n2) {
arr[k] = R[j];
j++;
k++;
}
free(L);
free(R);
}
// 归并排序
void mergeSort(int arr[], int left, int right) {
if (left < right) {
int mid = left + (right - left) / 2;
mergeSort(arr, left, mid);
mergeSort(arr, mid + 1, right);
merge(arr, left, mid, right);
}
}
// 打印数组
void printArray(int arr[], int size) {
int i;
for (i = 0; i < size; i++)
printf(\
