合并排序算法 java

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mob64ca12e36a1d 2023-08-04 14:55:19 ©著作权

文章标签 子数组数组排序算法 文章分类 Java 后端开发

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合并排序算法

引言

合并排序算法是一种经典的排序算法，是分治法的典型应用之一。它将一个待排序的数组分成两个子数组，分别对这两个子数组进行排序，然后将两个有序子数组合并成一个有序数组。本文将介绍合并排序算法的原理、实现以及其在Java中的应用。

算法原理

合并排序算法的基本思想是将一个待排序的数组不断地二分，直到子数组的长度为1或0，然后将这些长度为1或0的子数组进行合并，最终得到一个有序的数组。合并操作是合并排序算法的关键部分，它将两个有序子数组合并成一个有序数组。

合并操作的思路如下：

创建一个临时数组temp，用于存放合并后的有序数组。
设定两个指针i和j，分别指向两个待合并的子数组的起始位置。
比较指针i和j指向的元素大小，将较小的元素放入temp数组中，并将对应指针后移一位。
重复步骤3，直到任意一个子数组的指针超出范围。
将另一个子数组剩余的元素依次放入temp数组中。
将temp数组中的元素复制回原数组的对应位置。

合并排序算法的流程如下所示：

st=>start: 开始
op1=>operation: 将数组二分
op2=>operation: 对子数组进行排序
op3=>operation: 合并子数组
op4=>operation: 复制回原数组
e=>end: 结束

st->op1->op2->op3->op4->e

Java实现

下面是合并排序算法的Java实现：

public class MergeSort {
    public static void mergeSort(int[] arr) {
        int[] temp = new int[arr.length];
        sort(arr, temp, 0, arr.length - 1);
    }

    private static void sort(int[] arr, int[] temp, int left, int right) {
        if (left < right) {
            int mid = (left + right) / 2;
            sort(arr, temp, left, mid);
            sort(arr, temp, mid + 1, right);
            merge(arr, temp, left, mid, right);
        }
    }

    private static void merge(int[] arr, int[] temp, int left, int mid, int right) {
        int i = left;
        int j = mid + 1;
        int k = left;

        while (i <= mid && j <= right) {
            if (arr[i] <= arr[j]) {
                temp[k++] = arr[i++];
            } else {
                temp[k++] = arr[j++];
            }
        }

        while (i <= mid) {
            temp[k++] = arr[i++];
        }

        while (j <= right) {
            temp[k++] = arr[j++];
        }

        for (int m = left; m <= right; m++) {
            arr[m] = temp[m];
        }
    }
}