常见排序算法之归并排序

文章目录

1、概述
2、测试代码
3、小案例

1、概述

归并排序（MERGE-SORT）是建立在归并操作上的一种有效的排序算法,该算法是采用分治法（Divide and Conquer）的一个非常典型的应用。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。归并排序是一种稳定的排序方法。

归并排序可以分为两部分，一部分用来分解数组（使用递归的方式），一部分用来合并数组

2、测试代码

核心思想：将这个算法分为分（分解）和治（合并）两部分。将我们最初的数组就不断地递归分解：一分二，二分四，四分八…直到我们数组中的元素变成一个一个的。然后在分（分解）完成的时候，再进行一个治（合并），…八个合并为四个，四个合并为两个，两个合并为一个，每次合并完成时，对应的新数组都是按照顺序排列好的，直到合并为一个已经排好序的数组位置。

public class MergetSortTest01 {public static void main(String[] args) {int[] arr = {8, 4, 5, 7, 1, 3, 6, 2};int[] temp = new int[arr.length];//调用我们的分解、合并的方法mergeSort(arr, 0, arr.length - 1, temp);System.out.println(Arrays.toString(arr));}//一：分解+合并的方法public static void mergeSort(int[] arr, int left, int right, int[] temp) {if (left < right) {int mid = (left + right) / 2;//先向左递归进行分解mergeSort(arr, left, mid, temp);//左递归分解完毕后，开始向右递归进行分解mergeSort(arr, mid + 1, right, temp);//当该递归方法执行完一次以后，就开始执行该方法，用于合并分解后的数组merge(arr, left, mid, right, temp);}}//二：合并的方法public static void merge(int[] arr, int left, int mid, int right, int[] temp) {int i = left;int j = mid + 1;int t = 0;//这里有两个不同数组：第一个为被合并的数组（不同的位置上的数据），第二个为合并后的新数组//1.将我们两个数组的数字进行比较，并且按照一定的顺序放入到我们的新的数组里面while (i <= mid && j <= right) {//2.将我们被合并的数组的i位置上的值和j位置上的值进行比较，谁小就放谁if (arr[i] <= arr[j]) {temp[t] = arr[i];t++;i++;} else {temp[t] = arr[j];t++;j++;}}//3.上面的方式的补充部分//左边的有序序列还有剩余的数字，填充到temp数组中while (i <= mid) {//不断的将元数组的index和临时数组的index后移，用于填充数值temp[t] = arr[i];t++;i++;}//4.右边的有序序列还有剩余的数字，填充到temp数组中while (j <= right) {//不断的将元数组的index和临时数组的index后移，用于填充数值temp[t] = arr[j];t++;j++;}//5.将(left~right的)temp数组的元素拷贝到arr中t = 0;int tempLeft = left;while (tempLeft <= right) {arr[tempLeft] = temp[t];t += 1;tempLeft += 1;}}
}

3、小案例

利用我们以有的条件，进行一个小案例的测试：计算将数组长度为80000的乱序数组排序所花费的时间

public class MergetSortTest02 {public static void main(String[] args) {int[] arr = new int[80000];for (int i = 0; i < 80000; i++) {arr[i] = (int) (Math.random()*80000);}long start = System.currentTimeMillis();int[] temp = new int[arr.length];mergeSort(arr, 0, arr.length - 1, temp);long end= System.currentTimeMillis();System.out.println("归并排序的时间为:"+(end-start));}//一：分解+合并的方法public static void mergeSort(int[] arr, int left, int right, int[] temp) {if (left < right) {int mid = (left + right) / 2;//先向左递归进行分解mergeSort(arr, left, mid, temp);//左递归分解完毕后，开始向右递归进行分解mergeSort(arr, mid + 1, right, temp);//合并merge(arr, left, mid, right, temp);}}//二：合并的方法public static void merge(int[] arr, int left, int mid, int right, int[] temp) {int i = left;int j = mid + 1;int t = 0;while (i <= mid && j <= right) {if (arr[i] <= arr[j]) {temp[t] = arr[i];t++;i++;} else {temp[t] = arr[j];t++;j++;}}//补充没有赋值到的数据while (i <= mid) {temp[t] = arr[i];t++;i++;}while (j <= right) {temp[t] = arr[j];t++;j++;}//完成数组值的交换t = 0;int tempLeft = left;while (tempLeft <= right) {arr[tempLeft] = temp[t];t += 1;tempLeft += 1;}}
}

我们的归并排序，递归的次数是指数形式增加的。所以该排序方式，更适合于数据较多的时候使用

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