题目来源：AcWing 787. 归并排序

1、题目描述

给定你一个长度为 n 的整数数列。
请你使用归并排序对这个数列按照从小到大进行排序。
并将排好序的数列按顺序输出。

输入格式
输入共两行，第一行包含整数 n。
第二行包含 n 个整数（所有整数均在 1∼10⁹ 范围内），表示整个数列。

输出格式
输出共一行，包含 n 个整数，表示排好序的数列。

数据范围
1≤n≤100000

输入样例：

5
3 1 2 4 5

输出样例：

1 2 3 4 5

2、算法步骤

（1）确定分界点mid= l + r >> 1;
（2）递归排序mid的左边区间和右边区间；
（3）将两个有序的数组合并成一个有序的数组（双指针算法）；

3、代码实现

#include <iostream>
using namespace std;

const int N = 1e5 + 10;

int q[N], tmp[N], n;

void merge_sort(int q[], int l, int r)
{
    if (l >= r) return;
    int mid = l + r >> 1;
    merge_sort(q, l, mid), merge_sort(q, mid + 1, r);
    
    int k = 0, i = l, j = mid + 1;
    while (i <= mid && j <= r)
    {
        if (q[i] <= q[j]) tmp[k++] = q[i++];
        else tmp[k++] = q[j++];
    }
    while (i <= mid) tmp[k++] = q[i++];
    while (j <= r) tmp[k++] = q[j++];
    for (i = l, j = 0; i <= r; i++, j++) q[i] = tmp[j];
}

int main() 
{
    scanf("%d", &n);
    for (int i = 0; i < n; i++) scanf("%d", &q[i]);
    
    merge_sort(q, 0, n - 1);
    
    for (int i = 0; i < n; i++) printf("%d ", q[i]);
    puts("");
    
    return 0;
}