Swift:在合并排序中计算交换

在合并排序中，计算交换是指在将两个有序数组合并为一个有序数组的过程中，统计交换的次数。合并排序是一种经典的排序算法，它将一个数组递归地分成两个子数组，然后对子数组进行排序，并将两个有序的子数组合并为一个有序的数组。

在合并排序的过程中，当需要将两个有序的子数组合并时，我们可以使用一个额外的数组来存储合并后的结果。在合并的过程中，我们需要比较两个子数组中的元素，并按照从小到大的顺序将它们放入结果数组中。如果当前需要将一个元素从一个子数组移动到结果数组中，那么就需要进行一次交换操作。

计算交换的次数可以帮助我们评估合并排序的性能。较少的交换次数意味着算法的效率较高。在实际应用中，我们可以根据交换次数来选择合适的排序算法，以满足不同场景下的性能需求。

对于Swift语言，可以使用以下代码来实现合并排序并计算交换次数：

func mergeSort(_ array: [Int]) -> ([Int], Int) {
    guard array.count > 1 else {
        return (array, 0)
    }
    
    let middleIndex = array.count / 2
    let leftArray = Array(array[..<middleIndex])
    let rightArray = Array(array[middleIndex...])
    
    let (sortedLeftArray, leftCount) = mergeSort(leftArray)
    let (sortedRightArray, rightCount) = mergeSort(rightArray)
    
    let (mergedArray, mergeCount) = merge(sortedLeftArray, sortedRightArray)
    
    return (mergedArray, leftCount + rightCount + mergeCount)
}

func merge(_ leftArray: [Int], _ rightArray: [Int]) -> ([Int], Int) {
    var mergedArray = [Int]()
    var leftIndex = 0
    var rightIndex = 0
    var swapCount = 0
    
    while leftIndex < leftArray.count && rightIndex < rightArray.count {
        if leftArray[leftIndex] <= rightArray[rightIndex] {
            mergedArray.append(leftArray[leftIndex])
            leftIndex += 1
        } else {
            mergedArray.append(rightArray[rightIndex])
            rightIndex += 1
            swapCount += leftArray.count - leftIndex
        }
    }
    
    mergedArray.append(contentsOf: leftArray[leftIndex...])
    mergedArray.append(contentsOf: rightArray[rightIndex...])
    
    return (mergedArray, swapCount)
}

let array = [5, 2, 6, 1]
let (sortedArray, swapCount) = mergeSort(array)
print("Sorted Array: \(sortedArray)")
print("Swap Count: \(swapCount)")

在上述代码中，mergeSort函数用于实现合并排序，merge函数用于合并两个有序数组并计算交换次数。最后，我们可以通过调用mergeSort函数来对一个数组进行排序，并获得交换次数。

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