Сортировка слиянием Отсортируйте данный массив, используя сортировку слиянием. Попробуйте написать свою реализацию, например, не создавая новые списки при каждом рекурсивном вызове.

Входные данные

Первая строка входных данных содержит количество элементов в массиве N,N≤105. Далее идут N целых чисел, не превосходящих по абсолютной величине 109.

Выходные данные

Выведите эти числа в порядке неубывания.

Примеры
Ввод
Вывод
2
3 1
1 3

Хорошо, давайте решим эту задачу шаг за шагом.

Сначала разберем алгоритм сортировки слиянием:

1. Если массив содержит один элемент или пуст, то считаем его уже отсортированным и возвращаем его.
2. Разделим исходный массив на две равные части.
3. Рекурсивно вызовем функцию сортировки слиянием для каждой из половинок массива.
4. Объединим две отсортированные половинки в один массив, сравнивая элементы исходных массивов поочередно и добавляя меньший элемент во временный массив.
5. Возвращаем отсортированный массив.

Теперь применим этот алгоритм к данному примеру.

Входные данные:
Количество элементов в массиве - N = 2
Массив чисел - [3, 1]

Шаг 1:
Так как массив содержит два элемента, разделим его на две половинки:
[3] [1]

Шаг 2:
Вызовем функцию сортировки слиянием рекурсивно для каждой половинки.

Половинка [3]:
Массив содержит один элемент, возвращаем его без изменений.

Половинка [1]:
Массив содержит один элемент, возвращаем его без изменений.

Шаг 3:
Получили отсортированные половинки массива: [3] и [1].

Шаг 4:
Объединим отсортированные половинки массива, сравнивая элементы поочередно.

Сравниваем первые элементы массивов: 3 и 1. Меньшим является 1. Добавляем его во временный массив.

Шаг 5:
Возвращаем отсортированный массив: [1, 3].

Таким образом, отсортированный массив [1, 3] является правильным ответом.

Реализация данного алгоритма в программировании будет выглядеть следующим образом на языке Python:

```python
def merge_sort(arr):
if len(arr) <= 1: # базовый случай - массив уже отсортирован или пуст
return arr

mid = len(arr) // 2 # находим середину массива
left = arr[:mid] # разделяем массив на две половинки
right = arr[mid:]

left = merge_sort(left) # рекурсивно вызываем функцию сортировки слиянием для левой половинки
right = merge_sort(right) # рекурсивно вызываем функцию сортировки слиянием для правой половинки

return merge(left, right) # объединяем отсортированные половинки и возвращаем результат

def merge(left, right):
result = [] # создаем временный массив для объединения половинок
i = j = 0 # указатели на текущие элементы левой и правой половинок

while i < len(left) and j < len(right):
if left[i] <= right[j]: # сравниваем текущие элементы левого и правого массивов
result.append(left[i]) # добавляем меньший элемент во временный массив
i += 1
else:
result.append(right[j])
j += 1

result.extend(left[i:]) # добавляем оставшиеся элементы левого массива, если они есть
result.extend(right[j:]) # добавляем оставшиеся элементы правого массива, если они есть

return result
```

Теперь остается только применить данную функцию к данным из примера и получить ответ:

```python
n = int(input()) # считываем количество элементов в массиве
arr = list(map(int, input().split())) # считываем сам массив чисел

sorted_arr = merge_sort(arr) # вызываем функцию сортировки слиянием

for num in sorted_arr:
print(num, end=' ') # выводим отсортированный массив чисел по порядку
```

Результат выполнения программы для данного примера будет следующим:

```
1 3
```

Надеюсь, я максимально подробно и понятно объяснил решение данного задания по сортировке слиянием. Если у вас возникнут какие-либо вопросы, пожалуйста, задайте их.