归并排序
基本介绍
归并排序(MERGE-SORT)是利用归并的思想实现排序方法,该算法采用经典的分治(divide-and-conquer)策略(分治法将问题分(divide)成一些小的问题然后递归求解,而治(conquer)的阶段则将分的阶段得到的各答案“修补”在一起,即分而治之)。
归并排序算法的过程
说明:
其结构非常像一颗完全二叉树,本文的归并排序采用递归实现(也可以采用迭代的方式实现)分阶段可以理解为递归拆分子序列的过程。
个人理解:
把一组无序数组,分解到最小元素,然后进行排序,但排序只进行小规模排序,不代表最后数组情况,然后依次比较子序列的头部,哪个小,哪个就是最终有序序列的头部,依次执行,到最后一起排序之前,会出现两个有序的子序列,再进行一次治,就实现了排序。
代码实现
package sort;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
public class MergeSort {
public static void main(String[] args) {
//int[] arr = {8,4,5,7,1,3,6,2};//8->merge 7 80000个数据-> merge 80000-1
//int[] temp = new int[arr.length];//归并排序需要一个额外的空间
//mergeSort(arr,0,arr.length-1,temp);
//System.out.println(Arrays.toString(arr));
//测试归并排序速度,给80000个数据,测试
//创建一个80000个随机的数组
int[] arr = new int[80000];
for (int i = 0;i < 80000;i ++) {
//会生成一个[0,8000000]的数
arr[i] = (int)(Math.random() * 8000000);
}
int[] temp = new int[arr.length];//归并排序需要一个额外的空间
Date date1 = new Date();
SimpleDateFormat simpleDateFormat1 = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String date1Str = simpleDateFormat1.format(date1);
System.out.println("排序前的时间:" + date1Str);
//测试归并排序
mergeSort(arr,0,arr.length-1,temp);
Date date2 = new Date();
String date2Str = simpleDateFormat1.format(date2);
System.out.println("排序后的时间:" + date2Str);
}
//分+合方法
public static void mergeSort(int[] arr,int left,int right,int[] temp) {
if (left < right) {
int mid = (left + right) /2;//中间索引
//向左递归进行分解
mergeSort(arr,left,mid,temp);
//向右递归进行分解
mergeSort(arr,mid+1,right,temp);
//合并
merge(arr,left,mid,right,temp);
}
}
/** 合并的方法
*
* @param arr 排序的初始数组
* @param left 左边有序蓄力的初始索引
* @param mid 中间索引
* @param right 右边索引
* @param temp 做中转的数组
*/
public static void merge(int[] arr,int left,int 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
//(一)
//先把左右两把边(有序)的数据按规则填充到temp数组
//直到左右两边的有序序列,有一边处理完毕为止
while (i <= mid && j <= right) {//继续
if (arr[i] <= arr[j]) {
//如果左边的有序序列的当前元素,小于等于右边有序序列的当前元素
//即将左边的当前元素,拷贝到temp数组
//然后t和i后移
temp[t] = arr[i];
t += 1;
i += 1;
} else { //反之,与if语句相反
temp[t] = arr[j];
t += 1;
j += 1;
}
}
//(二)
//把剩余数据的一边的数据依次全部填充到temp
while (i <= mid) { //说明左边的有序序列还有剩余的元素,就全部填充到temp
temp[t] = arr[i];
t += 1;
i += 1;
}
while (j <= right) { //说明右边的有序序列还有剩余的元素,就全部填充到temp
temp[t] = arr[j];
t += 1;
j += 1;
}
//(三)
//将temp数组的元素拷贝到arr
//注意,并不是每次都拷贝所有
t = 0;
int tempLeft = left;
//第一次合并时,tempLeft=0,right=1,第二次,tempLeft=2,right=3,第三次tempLeft=0,right=3
//最后一次tempLeft=0,right=7
while (tempLeft <= right) {
arr[tempLeft] = temp[t];
t += 1;
tempLeft += 1;
}
}
}
笔记源自:韩顺平数据结构与算法