归并排序:
归并排序(MERGE-SORT)是利用归并的思想实现的排序方法,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)。
可以看到这种结构很像一棵完全二叉树,本文的归并排序我们采用递归去实现(也可采用迭代的方式去实现)。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。
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。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)。
归并排序Java实现:
package com.algorithm.sort;
public class MergeSort {
public static void main(String[] args) {
int[] a={19,2,3,90,67,33,-7,24,56,34,5};
int left=0;
int right=a.length-1;
if(left<right){
mergeSort(a,left,right);
}
for(int num:a){
System.out.print(" "+num);
}
}
private static void mergeSort(int[] a, int left, int right) {
if(left<right){
int mid=(left+right)/2;
mergeSort(a,left,mid);
mergeSort(a,mid+1,right);
merge(a,left,mid,right);
}
}
private static void merge(int[] a, int left, int mid, int right) {
int[] tempArray=new int[a.length];
int temp=left;
int n=left;
int rightStart=mid+1;
while (left<=mid&&rightStart<=right){
if(a[left]<=a[rightStart]){
tempArray[temp++]=a[left++];
}
if (a[rightStart]<a[left]) {
tempArray[temp++]=a[rightStart++];
}
}
while(left<=mid){
tempArray[temp++]=a[left++];
}
while(rightStart<=right){
tempArray[temp++]=a[rightStart++];
}
while (n<=right){
a[n]=tempArray[n++];
}
}
}
输出: -7 2 3 5 19 24 33 34 56 67 90