【面试专题06】Python全栈日记-归并排序

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本文选自(https://www.cnblogs.com/chengxiao/p/6194356.html

他过程已经写的非常好了,但是代码是java的,这里用python实现一下。

 

 

一、归并排序思想

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)。

 

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

 

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。

 

 

二、归并操作的工作原理

第一步:申请空间,使其大小为两个已经排序序列之和,该空间用来存放合并后的序列。

第二步:设定两个指针,最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置

第三步:比较两个指针所指向的元素,选择相对小的元素放入到合并空间,并移动指针到下一位置

重复步骤3直到某一指针超出序列尾,将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾

 

先对排序数进行递归分组,分至最小,然后再用上述步骤进行排序,逐渐组成两个大序列,序列元素之和等于排序数总数

 

 

三,图解归并原理

我们需要将两个已经有序的子序列合并成一个有序序列,比如最后一次合并,要将[4,5,7,8]和[1,2,3,6]两个已经有序的子序列,合并为最终序列[1,2,3,4,5,6,7,8],来看下实现步骤。

接下来就是重复如上操作:

 

四、python代码实现:

结果:1,2,3,4,5,6,7,8,9

 

 

六、复杂度

归并排序比较占用内存,但是是稳定排序,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。

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)。

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