排序算法图解之Java归并排序的实现

目录

• 1.归并排序简介
• 2.思路简介及图解
• 3.代码实现

1.归并排序简介

归并排序是建立在归并操作上的一种有效，稳定的排序算法，该算法是采用分治法（Divide and Conquer）的一个非常典型android的应用。将已有序的子序列合并，得到完全有序的序列；即先使每个子序列有序，再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序表，称为二路归并。

归并排序是稳定排序，它也是一种十分高效的排序，能利用完全二叉树特性的排序一般性能都不会太差。Java中Arrays.sort()采用了一种名为TimSort的排序算法，就是归并排序的优化版本。

2.思路简介及图解

以序列8、4、5、7、1、3、6、2为例

分而治之

可以看到这种结构很像一棵完全二叉树。分阶段可以理解为就是递归拆分子序列的过程，递归深度为log2n。

合并相邻有序子序列

从上文的图中可看出，每次合并操作的平均时间复杂度为O(n)，而完全二叉树的深度为|log2n|。总的平均时间复杂度为O(nlogn)。而且，归并排序的最好，最坏，平均时间复杂度均为O(nlogn)。

3.代码实现

import java.util.Arrays;

/**
 * @author 兴趣使然黄小黄
 * @version 1.0
 * 递归实现归并排序
 */
@SuppressWarnings({"all"})
public class MergetSort {
    static int count = 0;

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {8, 4, 5, 7, 1, 3, 6, 2};
        int[] temp = new int[arr.lengphpth];
        mergeSort(arr, 0, arr.length - 1, temp);
        System.out.println("归并排序后: arr[] = " + Arrays.toString(arr));
    }

    //归并排序
    public static void mergeSort(int[] arr, int left, int right, int[] temp){
        if (left < right){
            int mid = left - (left - right) / 2;
            //向左递归分解
            mergeSort(arr, left, mid, temp);
            //向右递归分解
            mergeSort(arr, mid + 1, right, temp);
            //排序 合并
            merge(arr, left, mid, right, temp);
        }
    }

    /**
     * 合并的方法
     * @param arr  排序的原始数组
     * @param left  左边有序序列的初始索引
     * @param mid  中间索引
     * @param right  右边索引
     * @param temp  中转数组
     */
    public static void merge(int[] arr, int left, in编程t mid, int right, int[] temp){
        int i = left; //初始化i，左边有序序列的初始索引
        int j = mid + 1; //初始化j，右边有序序列的初始索引
        int t = 0; //指向temp数组的当前索引
        //先把左右两边有序数据按照规则填充到temp数组，直到左右两边有一边处理完毕
        while (i <= mid && j <= right){
            if (arr[i] <= arr[j]){
                temp[t] = arr[i];
                t++;
                i++;
            }else {
                temp[t] = arr[j];
                t++;
                j++;
            }
        }
        //把剩余的一方依次填充到temp数组
        while (i <= mid){ //左边序列还有剩余的元素
            temp[t++] = arr[i++];
        }
        while (编程客栈j 编程<= right){ //右边序列还有剩余的元素
            temp[t++] = arr[j++];
        }
        //将temp数组的元素拷贝到arr
        //拷贝每次小序列
        t = 0;
        int tempLeft = left;
        while (tempLeft <= right){
            arr[tempLeft++] = temp[t++];
        }
//        System.out.println("=====" + Arrays.toString(arr));
//        System.out.println(Arrays.toString(temp));
        count++;
        System.out.println("第" + count + "次合并: arr[] = " + Arrays.toString(arr));
//        System.out.println("第" + count + "次合并: temp[] = " + Arrays.toString(temp));
    }
}

实现结果如下：

这样看还是不好看出归并排序的过程，我们尝试把测试用例修改成{8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1}:

{8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1}被拆分成了{8, 7}{6, 5}{4, 3}{2, 1}：

• 第一次合并：{7, 8}有序
• 第二次合并：{5, 6}有序
• 第三次合并: {5， 6， 7， 8}有序
• 第四次合并：{3, 4}有序
• 第五次合并：{1, 2}有序
• 第六次合并: {1， 2， 3， 4}有序
• 第七次合并：{1，2，3，4，5，6，7，8}有序

到此这篇关于排序算法图解之Java归并排序的实现的文章就介绍到这了,更多相关Java归并排序内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文开发者_JAV培训章希望大家以后多多支持我们！